Carga Formal & Ressonância 1

Prévia do material em texto

O Arranjo Tetraédrico
Arranjo	
  	
  	
  	
  	
  	
  -­‐	
  	
  Tetraédrico	
  (Td),	
  2sp3,	
  109,5°,	
  NC	
  =	
  4	
  
Geometria	
  -­‐	
  	
  Tetraédrico	
  (Td),	
  2sp3,	
  109,5°	
  
6C – [He]2s22p2(2px1 2py1 2pz0) 
Arranjo	
  	
  	
  	
  	
  	
  -­‐	
  	
  Tetraédrico	
  (Td),	
  2sp3,	
  109,5°,	
  NC	
  =	
  3	
  
Geometria	
  -­‐	
  	
  Piramidal	
  Trigonal	
  (PyTg),	
  Ef,	
  107,0°	
  
7N – [He]2s22p3(2px1 2py1 2pz1) 
Arranjo	
  	
  	
  	
  	
  	
  -­‐	
  	
  Tetraédrico	
  (Td),	
  2sp3,	
  109,5°,	
  NC	
  =	
  2	
  
Geometria	
  -­‐	
  	
  Angular	
  (Ang	
  sp3),	
  Ef,	
  104,5°	
  
8O – [He]2s22p4(2px2 2py1 2pz1) 
2 pares de elétrons 
 C, N, O, P, S, X
A Carga Formal: [ CF = eCV – (eLG – E)]
Carbânion
2sp3 (Td)
Carbocátion
2sp2 (TgP)
Carbono
2sp3 (Td)
Carbono
Nitrogênio
Amideto
Ef (Ang)
Nitrônio
Ef (Td)
Nitrogênio
Ef (PyTg)
N
L L
LN
L
L
L
N
L L
L
Oxigênio
Oxiânion
Ef
Oxônio
Ef (PyTg)
Oxigênio
Ef (Ang)
L
O
L
L
O
L
O
L L
Nitrogênio
NH
H
N N
H
NH2 NH2
N
NH
N
NH
H
N N
H
NH2 NH2
N
NH
N
N
N
O
N N N
N
N
N
O
N N N
N
Oxigênio
OH
O
OH O
O
O
O
OH
O
OH O
O
O
O
O
O
O O
O
O
H
O
O
O
O O
O O
O
O
H
O
O
O
Ressonância:
Deslocamento de elétrons em moléculas neutras ou 
carregadas com espalhamento de densidade de 
carga	
  
Fluxo de elétrons
2é 1é
Estruturas de Ressonância (ER) Híbrido de Ressonância (HR)
2 Estruturas de ressonância isoenergégicas neutras
(2ERIN)
Híbrido de Ressonância (HR)
Olhando melhor…
O que não pode…
a. Quebra de ligação sigma 
b. Violar a regra do octeto para C, N, O e F 
+
Assistência de ligação 
sigma a cátions
O C
H
H
H
Carbono: NC = 4
8 elétrons
O N
H
H
Nitrogênio: NC = 3 + E
8 elétrons
O O
H
Oxigênio: NC = 2 + 2E
8 elétrons
O que pode sempre…
a. Par de elétrons E ser convertido em ligação pi (Eèπ) 
N N
2 ERNIECG 1C, 1N
N
!
!
HR
O O
Viola a regra do octeto
O O
Separação de Carga
Possível e improvável
b. Ligação pi ser convertida em Par de elétrons E (πèE) 
O O
Separação de Carga
Possível e provável
O
!
!
HR
O que pode sempre…
c. Ligação pi ser convertida em ligação pi (πèπ) 
2 Estruturas de ressonância isoenergégicas neutras
(2ERIN)
Híbrido de Ressonância (HR)
Deslocamento simultâneo Separação de Carga
!
!
HR
2 E RNIE 1N, 1 SCG C
ER neutras são mais estáveis que com separação de carga
Exercícios
N
O
OH O
O O
1 2 3 4 5
OH
NH2
NH2 O
6 7 8 9 10
a.  Determine a condição de ressonância em cada uma das moléculas abaixo 
b.  Forneça as possíveis estruturas de ressonância e qualifique 
c.  Forneça o híbrido de ressonância 
Reconhecimento de Padrões: Estrutura de Ressonância
A. Um par de elétrons não-ligante (E) conjugado a uma ligação π 
i.  Conjugado ?!?! = Separados por uma ligação simples !! 
ii.  Quem estão separados ?!?! = par de elétrons E e a ligação π 
ou !!
2 ERIECG C Híbrido de ressonância
O
O
O
O
O
O!
!
2 ERNIE 1N 1 SC HR
B. Um par de elétrons não-ligante (E) conjugado a uma carga positiva 
i.  Conjugado ?!?! É a mesma coisa ?!?!?!!. SIM !! 
ii.  Conjugado ?!?! = Separados por uma ligação simples !! 
iii.  Quem estão separados ?!?! = par de elétrons E e a carga positiva 
N N
2 ERNIECG 1C, 1N
N
!
!
HR
O O O
!
!
2 ERNIECG 1C, 1O HR
C. Ligação π conjugada a uma carga positiva 
i.  Já sabe, não é ?? 
ii.  Ligação π e a carga positiva separadas por uma ligação simples !! 
!!
2 ERIECG C HR
3 ERIECG C
!
!
HR
!
Reconhecimento de Padrões: Estrutura de Ressonância
C. Ligação π conjugada a uma ligação π 
i.  Moleza, não ?? 
ii.  Ligações π separadas por uma ligação simples !! 
2 Estruturas de ressonância isoenergégicas neutras
(2ERIN)
Híbrido de Ressonância (HR)
Deslocamento simultâneo Separação de Carga
!
!
HR
2 E RNIE 1N, 1 SCG C
Reconhecimento de Padrões: Estrutura de Ressonância
C. Ligação π entre dois átomos sendo um deles mais eletronegativo 
i.  Separação de carga !! 
ii.  Átomo mais eletronegativo fica com a carga negativa !! 
NN
2 ERNIE 1 N 1 SC
N
!
!
HR
O O O
!
!
HR
2 ERNIE 1 N 1 SC HR
Estruturas Relevantes
Regra 1: Minimizar cargas: melhor estrutura é aquela sem carga! 
 Até duas cargas são aceitas, mas evitar cargas superiores 
OH
O
OH
O
O
O!
!
2 ERNIE 1N 1 SC HR
O
O
O
O
O
O!
!
2 ERNIE 1N 2 SC HR
!
Regra 2: É possível converter uma estrutura sem carga formal em uma estrutura 
com separação de cargas, onde a carga negativa deve permanecer sobre o 
átomo mais eletronegativo 
Estruturas Relevantes
O O O
!
!
HRCarga negativa noátomo mais eletronegativo
O O
Carga positiva no
átomo mais eletronegativo
Regra 3: Alguns casos de ressonância podem conter átomos eletronegativos 
com carga positiva, desde que contenham octeto completo 
Estruturas Relevantes
N N
2 ERNIECG 1C, 1N
N! !
HR
O O Átomo eletronegativocom carga positiva, 
mas octeto completo