Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Introdução ao estudo da química orgânica II Prof. Dr. Joel Passo passoja-2013 1 Ligação no eteno: dupla ligação Eteno Etileno passoja-2013 2 Ligação no eteno: dupla ligação Vista lateral Vista superior passoja-2013 3 Ligação no eteno: dupla ligação passoja-2013 4 Ligação no eteno: dupla ligação A ligação dupla é mais forte (152 kcal/mol) que a ligação simples. passoja-2013 5 Mapa potencial eletrostático Ligação no etino: tripla ligação Etino Acetileno passoja-2013 6 Ligação no etino: tripla ligação passoja-2013 7 Ligação no etino: tripla ligação A ligação tripla é mais forte (200 kcal/mol) que a ligação dupla. passoja-2013 8 Mapa potencial eletrostático Ligações no cátion metila - carbocátion passoja-2013 9 Cátion metila Vista lateral Vista superior Mapa potencial eletrostático passoja-2013 10 Radical metila Vista lateral Vista superior Mapa potencial eletrostático Ligações no radical metila passoja-2013 11 Ligações no ânion metila – carbânion Mapa potencial eletrostático Ânion metila Ligações na água passoja-2013 12 Ângulo esperado entre as ligações: 90° Ângulo experimental entre as ligações: 104,5° passoja-2013 13 Ligações na água Mapa potencial eletrostático Ligações na amônia e íon amônio passoja-2013 14 Ângulo experimental entre as ligações: 107,3° passoja-2013 15 Ligações na amônia e íon amônio Mapa potencial eletrostático passoja-2013 16 Ligações na amônia e íon amônio Íon amônio Mapa potencial eletrostático Exercícios propostos 1) De acordo com o mapa potencial do íon amônio qual átomo(s) é (são) mais positivo(s)? 2)Compare os mapas potenciais do metano, amônia e água. Qual molécula é a mais polar? Qual é menos polar? p a ss o ja -2 0 1 3 17 Mapa potencial do metano Mapa potencial da amônia Mapa potencial da água Ligação nos haletos de hidrogênio passoja-2013 18 Fluoreto de hidrogênio Mapa potencial eletrostático p a ss o ja -2 0 1 3 19 Ligação nos haletos de hidrogênio Resumo passoja-2013 20 Exercícios propostos 1) Qual a hibridização de cada átomo de carbono no composto abaixo? 2) Qual a hibridização de cada átomo de carbono, oxigênio e nitrogênio no composto abaixo? passoja-2013 21 Momentos dipolares em moléculas passoja-2013 22 passoja-2013 23 Momentos dipolares em moléculas Exercício proposto Quais das seguintes moléculas espera-se que tenha um momento dipolar zero? passoja-2013 24 Introdução a ácido e bases Definição de Bronsted-Lowry (1923) Ácido é uma espécie que doa um próton; Base é uma espécie que aceita um próton. passoja-2013 25 Um ácido Um ácido Uma base Uma base Reação de próton-transferência Base conjugada Ácido conjugado Acidez Mede a tendência que um composto tem de perder um próton; Basicidade mede a afinidade que um composto tem por um próton Observe que a água pode agir como base ou ácido passoja-2013 26 Um ácido Um ácido Uma base Uma base Introdução a ácido e bases Base conjugada Ácido conjugado Ácido forte, base conjugada fraca. Exercícios propostos 1)Escreva a base conjugada de cada composto a seguir: 2) Escreva o ácido conjugado de cada composto a seguir: passoja-2013 27 3) Escreva uma equação mostrando a reação do CH3OH como ácido com NH3 e uma equação mostrando o CH3OH como base com HCl. 4) Escreva uma equação mostrando a reação da NH3 como ácido com OH - e uma equação mostrando a NH3 como base com HBr. passoja-2013 28 Exercícios propostos Ácidos e bases orgânicas: pka e pH passoja-2013 29 KaHCl = 10 7 KaÁcido acético = 1,74. 10 -5 pKaHCl = -7 pKaÁcido acético = 4,76 p a ss o ja -2 0 1 3 30 Ácidos e bases orgânicas: pka e pH pka indica a força do ácido na água. pH indica a concentração de íons hidrogênios de carga positiva na solução. pH < 7 ácido; pH = 7 neutro; pH > 7 básico passoja-2013 31 Ácidos e bases orgânicas: pka e pH Exercícios propostos 1) Qual ácido é mais forte, um com pka 5,2 ou um com pka 5,8? 2) Qual ácido é mais forte, um com constante de dissociação ácida 3,4 x 10-3 ou um com constante de dissociação ácida 2,1 x 10-4? 3) Um ácido tem um ka de 4,53 x 10 -6 em água. Qual é sua Keq? ([H2O] = 55,5 M) passoja-2013 32 Ácidos e bases orgânicas A importância dos ácidos e bases orgânicas ficarão mais evidentes quando discutirmos porque os compostos orgânicos reagem. Os ácidos orgânicos mais comuns são os ácidos carboxílicos. Possuem o pka entre 3 e 5. passoja-2013 33 Álcoois são os ácidos orgânicos mais fracos com pka em torno de 16. Um álcool pode agir como um ácido doando um próton ou uma base aceitando um próton. passoja-2013 34 Ácidos e bases orgânicas Um ácido Uma base Um ácido carboxílico pode agir como um ácido doando um próton ou uma base aceitando um próton. passoja-2013 35 Ácidos e bases orgânicas Um ácido Uma base Um composto protonado ganha um próton adicional. Um álcool protonado ou um ácido carboxílico protonado é um ácido muito forte. passoja-2013 36 Ácidos e bases orgânicas As aminas podem agirem como um ácido doando um próton ou uma base aceitando um próton. passoja-2013 37 Ácidos e bases orgânicas Um ácido Uma base As aminas têm pka muito alto. Normalmente agem como bases. passoja-2013 38 Ácidos e bases orgânicas p a ss o ja -2 0 1 3 39 Ácidos e bases orgânicas Como saber que um composto reagirá como ácido ou base? passoja-2013 40 Ácidos e bases orgânicas pka = -7 pka = 15,7 Ácido Base pka = 36 Base pka = 15,7 Ácido O equilíbrio químico favorece reações de ácidos fortes com bases fortes para formarem ácidos e bases fracas. passoja-2013 41 Ácidos e bases orgânicas Base forte Ácido forte base fraca ácido fraco ácido fraco base fraca Ácido forte Base forte Equilíbrio deslocado para os produtos Equilíbrio deslocado para os reagentes O valor preciso da constante de equilíbrio pode ser calculada dividindo o Ka do ácido reagente pelo Ka do produto ácido. passoja-2013 42 Ácidos e bases orgânicas Exemplos: 1) Reação do ácido acético com amônia: 2) Reação do metanol com metilamina: p a ss o ja -2 0 1 3 43 Ácidos e bases orgânicas Equilíbrio deslocado para os produtos Equilíbrio deslocado para os reagentes Exercícios propostos 1) Para as seguintes reações determine o ácido forte e a base forte e o ácido e base fraca e determine para qual lado desloca-se o equilíbrio. (pka encontrar nos slides anteriores ou bibliografia) passoja-2013 44 a) b) c) d) 1) Qual base é mais forte, CH3COO - ou HCOO-? ( pka do CH3COOH é 4,8; o pka doHCOOH é 3,8. 2) Coloque as espécies abaixo em ordem decrescente de força das bases: 3) Calcule a constante da reações ácido-base entre os seguintes pares de reagentes: p a ss o ja -2 0 1 3 45 Exercícios propostos A força de um ácido é determinada pela estabilidade de sua base conjugada. Quanto mais forte uma base mais forte seu ácido conjugado. Bases estáveis são bases fracas. passoja-2013 46 O efeito da estrutura no pka Eletronegatividade relativa Estabilidade relativa Acidez relativa pKa de alguns ácidos simples p a ss o ja -2 0 1 3 47 Para átomos de tamanhos similares quanto mais eletronegativo o átomo mais forte o ácido. Para átomos com tamanhos muito diferentes quanto maior o átomo mais forte o ácido. passoja-2013 48 O efeito da estrutura no pka Eletronegatividade relativa Estabilidade relativa Acidez relativa Na medida que o haleto aumenta em tamanho sua estabilidade aumenta, devido a maior distribuição da carga negativa num maior volume de espaço – a densidade eletrônica diminui. passoja-2013 49 O efeito da estrutura no pka Mapas de potencial eletrostático do haletos de hidrogênio Quanto menor a densidade eletrônica mais estável será a base conjugada e mais forte o seu ácido conjugado. passoja-2013 50 O efeito da estrutura no pka O halogênio puxa elétrons através da ligação sigma (s). Este fenômeno é chamado efeito indutivo de atração. Diminui a densidade eletrônica no oxigênio aumentando a estabilidade da base conjugada passoja-2013 51 O efeito da estrutura no pka O efeito de um substituinte na acidez do composto diminui com o aumento da distância entre o substituinte e o átomo de oxigênio. Exercícios resolvidos 1) Qual ácido é mais forte? 2) Qual ácido é mais forte? p a ss o ja -2 0 1 3 52 Os dois compostos diferem no halogênio ligado ao carbono central O flúor é o mais eletronegativo e que tem maior efeito indutivo sobre o oxigênio, estabilizado mais a base conjugada. Com isso o ácido mais forte é o composto com flúor. O composto da esquerda tem os substituintes cloro mais próximos do O-H estabilizando melhor por indução a base conjugada, então é o ácido mais forte. Exercícios propostos 1) Para os compostos a seguir indique o ácido mais forte. passoja-2013 53 2) Coloque os compostos abaixo em ordem decrescente de acidez. 3) Para os compostos a seguir indique a base mais forte. passoja-2013 54 Exercícios propostos Uma introdução a elétrons deslocalizados e ressonância Qual a razão de um ácido carboxílico (pka ~ 5) ser bem mais ácido que um álcool (pka ~ 15)? São dois fatores: Efeito indutivo de atração de elétrons causado pelo oxigênio estabilizando a base conjugada; A deslocalização de elétrons na base conjugada estabilizando-a. passoja-2013 55 p a ss o ja -2 0 1 3 56 Uma introdução a elétrons deslocalizados e ressonância 57 Uma introdução a elétrons deslocalizados e ressonância Mapas de potencial eletrostático A combinação do efeito indutivo e deslocalização de elétrons por ressonância fazem com que os ácidos carboxílicos sejam mais ácidos que os álcoois Exercícios propostos 1) Qual composto é esperado que seja mais ácido? Por quê? Desenhe os contribuintes de ressonância dos seguinte compostos. passoja-2013 58 Ácidos e bases de Lewis Ácido: Espécie que aceita um par de elétrons. Base: Espécie que doa um par de elétrons. passoja-2013 59 passoja-2013 60 Ácidos e bases de Lewis Ácido de Lewis Ácido de Lewis Base de Lewis Base de Lewis Exercício proposto Qual os produtos das seguintes reações? passoja-2013 61 Thanks for your attention Soli Deo Gloria passoja-2013 62
Compartilhar