Prévia do material em texto
Circulando os hidrogênios ácidos H⁺ Ácido carboxílico Base conjugada estabilizada por ressonância entre 2 oxigênios. São estruturas de ressonância equivalentes! Base conjugada 1 H⁺ Ácido carboxílico Base conjugada estabilizada por ressonância entre um carbono e um oxigênio. NÃO são estruturas de ressonância equivalentes! Base conjugada 2 BRØNSTED-LOWRY Ácidos: substâncias que liberam íons H⁺; Bases: substâncias que recebem íons H⁺. ARRHENIUS Ácidos: substâncias que liberam íons H⁺ (prótons) em solução aquosa; Bases: substâncias que liberam íons OH⁻ (hidroxila) em solução aquosa. CQ094 - Química Orgânica Fundamental 2024/2CQ094 - Química Orgânica Fundamental 2024/2 Profa. Sônia Faria ZawadzkiProfa. Sônia Faria Zawadzki ACIDEZ E BASICIDADE DE COMPOSTOS ORGÂNICOSACIDEZ E BASICIDADE DE COMPOSTOS ORGÂNICOS TEORIAS ÁCIDO-BASE LEWIS Ácidos: substâncias que recebem pares de elétrons; Bases: substâncias que doam pares de elétrons. Compostos orgânicos que se comportam como ácidos sempre terão hidrogênio ácido; Compostos orgânicos que se comportam como bases possuem pares de elétrons (elétrons livres ou presentes em ligações múltiplas). ÁCIDOS ORGÂNICOS Ácidos orgânicos liberam seu hidrogênio ácido e formam base conjugada. Carbono α (alfa) Ácidos carboxílicos, dependendo da estrutura, podem apresentar dois tipos de hidrogênio ácido: H ligado à hidroxila;1. H ligado ao carbono α (carbono vizinho ao carbono carbonílico).2. O hidrogênio da hidroxila será sempre o mais ácido, pois sua saída produzirá a base conjugada mais estável. Base conjugada mais estável H⁺ Base conjugada estabilizada por ressonância.Cetona Carbono α (alfa) Carbono α (alfa) H⁺ Base conjugada estabilizada por ressonância.Cetona NÃO É ÁCIDO H⁺ Aldeído Base conjugada estabilizada por ressonância. Carbono α (alfa) H⁺ Amida Base conjugada estabilizada por ressonância. H⁺ Ácido sulfônico Base conjugada Fenol H⁺ Base conjugada Nitrila Base conjugada H⁺ H⁺ Base conjugadaÁlcool H⁺ Derivado de ácido (L=Cl, OR...) Base conjugada estabilizada por ressonância. H⁺ Nitrocomposto Base conjugada Carbono α (alfa) H⁺ Alquino terminal Base conjugada H⁺ H⁺e podem ser “diferentes” dependendo dos grupos R e R’. CQ094 - Química Orgânica Fundamental 2024/2CQ094 - Química Orgânica Fundamental 2024/2 Profa. Sônia Faria ZawadzkiProfa. Sônia Faria Zawadzki ACIDEZ E BASICIDADE DE COMPOSTOS ORGÂNICOSACIDEZ E BASICIDADE DE COMPOSTOS ORGÂNICOS ALDEÍDOS E CETONAS: Acidez dos hidrogênios dos carbonos alfa Outros grupos atuando como ácidos com indicação dos hidrogênios ácidos: Em resumo, ácidos orgânicos obedecem à definição de ácidos de Brønsted-Lowry: ÁCIDOS ORGÂNICOS SEMPRE TERÃO H ÁCIDO. Ka grande ou pKa pequeno: Ácido FORTE Ka pequeno ou pKa grande: Ácido FRACO Elétrons são partículas negativas. Se algo DOA elétrons, então a magnitude da carga negativa aumenta! Isso reduz a estabilidade. Seja a dissociação de um ácido qualquer HA: HA H⁺ + A⁻ A constante de equilíbrio Ka é expressa por: Grupos retiradores de elétrons (-I): Halogênios, -CX₃ (X=halogênio), -NO₂, -SO₃H, -CN, -COOH, -CHO, -COR, -COOR Grupos doadores de elétrons (+I): -R (radicais alcoíla, cadeias de C e H), -OH, -OR, -SH, -SR, -NH₂, -NHR, -NRR’ Dependendo da carga formal do ácido, a base conjugada pode adquirir carga NEGATIVA ou NEUTRA. Grupos RETIRADORES de elétrons promovem o enfraquecimento da ligação de um átomo com um H, facilitando sua saída como H⁺. Também estabilizam a carga negativa formada, já que “puxam” elétrons. Grupos DOADORES de elétrons, pelo contrário, doarão densidade eletrônica, dificultando a quebra da ligação (átomo qualquer) - H e deses- tabilizando a carga negativa formada. CQ094 - Química Orgânica Fundamental 2024/2CQ094 - Química Orgânica Fundamental 2024/2 Profa. Sônia Faria ZawadzkiProfa. Sônia Faria Zawadzki ACIDEZ E BASICIDADE DE COMPOSTOS ORGÂNICOSACIDEZ E BASICIDADE DE COMPOSTOS ORGÂNICOS FORÇA DE ÁCIDO: avaliação do pKa Um ácido será mais FORTE se liberar seu H⁺ rapidamente ou prontamente. Quanto mais forte for um ácido, maior será a quantidade de H⁺ liberada: maior o valor de Ka. O pKa é o negativo do logaritmo de Ka, pKa = -log Ka. Neste caso, quanto menor o valor de pKa, mais forte será o ácido. FORÇA DE ÁCIDO: parâmetros estruturais ELETRO- NEGATIVIDADE VOLUME ATÔMICO HIBRIDIZAÇÃO RESSONÂNCIA EFEITO INDUTIVO A ligação de um H a um átomo eletrone- gativo é uma ligação fraca, permitindo a rápida saída de H⁺. Além disso, a carga negativa formada será melhor estabili- zada quanto mais eletronegativo for o átomo que a receber. A eletronegativida- de aumenta ao lon- go de uma linha na tabela periódica. A ligação de um H com um átomo mui- to grande é fraca, fa- zendo com que H⁺ seja mais liberado mais prontamente. Ainda, a carga nega- tiva formada é mais “espalhada” em áto- mos maiores, confe- rindo maior estabi- lidade. O raio atômico aumenta ao longo de uma coluna na tabela periódica. Quanto maior for o caráter s de um or- bital atômico hibridi- zado, mais eletrone- gativo ele será e mais fraca será a li- gação C-H, sendo mais facilmente cli- vada. Da mesma forma, quanto maior for o caráter s, melhor será estabilizada a carga negativa. sp³Dependendo da carga formal da base, o ácido conjugado pode adquirir carga POSITIVA ou NEUTRA. +