Aula 14 - 15 Analisando uma Reação

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Prof. Gustavo Pozza Silveira Química Orgânica Teórica 1 – Analisando Reações 
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CURSO: QUÍMICA 
QUIMICA ORGÂNICA TEÓRICA 1 
Prof. Gustavo Pozza Silveira 
 gustavo.silveira@iq.ufrgs.br 
Analisando Reações Orgânicas e 
seus Intermediários 
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Mecanismos de Reações 
Intermedíarios de Reações 
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(Nucleófilos e Eletrófilos) 
Reações Orgânicas sempre envolvem movimento de 
elétrons 
 
Intermedíarios de Reações 
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Teste de Lucas (Reagente de Lucas) 
Reagentes colocados na reação Compostos formados na reação 
Devemos prestar atenção na Estequiometria 
Proporção de compostos envolvidos na reação 
1:1 : 1:1 
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Reações Simples 
- Devemos começar a seguir os átomos para entender as reações. 
- Nma reação eles não são criados nem destruídos: apenas movimentados. 
- Estequiometria é importante: devemos ser capazes de equilibrar as 
equações. 
- Deve haver o mesmo número de átomos em ambos os lados da seta. 
1 1 3 3 
(exemplos) 
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• A reação de Lucas é uma reação de substituição. 
• identificar as ligações quebradas e formadas para observar substituição. 
Tipos de Reações 
Reações de Substituição: um átomo ou grupo é trocado por outro 
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• Envolve a adição de um novo átomo ou grupo (sem perda de átomos). 
• Mais comumente ocorre em ligações duplas ... 
Reações de Adição: 
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Reações de Eliminação 
• Envolve a perda de átomos ou grupos de átomos de uma molécula. 
• Muitas vezes ela é uma reação inversa à reação de adição (nem 
sempre). 
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• nucleófilos : átomos ou grupos ricos em 
elétrons que gostam de cargas +. 
• Forma ligações covalentes doando 2 
elétrons. 
• anions e pares de elétrons livres podem 
ser bons nucleófilos; 
Reagentes 
Ânions 
Qual a diferença entre um nucleófilo e uma base? 
(Nucleófilos) 
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Nucleófilos: pares de elétrons livres 
Nucleófilos: ligações simples s nucleofílicas 
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Ligações Duplas π Nucleofílicas 
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• Eletrófilos – átomos ou grupos elétron-
deficientes que gostam de carga 
• Forma ligações covalentes aceitando 2 
elétrons. 
• Cátions (carga positiva) e grupos polares 
podem ser bons eletrófilos. 
(Eletrófilos) 
Cátions: 
Reagentes 
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Moléculas Neutras 
(Eletrófilos) 
Reagentes 
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Moléculas Neutras – com ligações altamente polarizadas 
Resultantes (δ+): aceitam elétrons facilmente 
Eletrófilos 
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Exemplo de Eletrófilos 
Exercício: 
radical 
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A grande maioria das reações orgânicas são simplesmente: 
nucleófilo + electrophile ➔ produto 
Será tudo tão fácil……………. 
• As ligações polares em t-BuOH sugerem que ele é possa ser um 
nucleófilo ou um eletrófilo. 
• Na reação de Lucas o t-BuOH é um nucleófilo que ataca um proton 
(H+). 
• O produto dessa reação é uma eletrófilo. 
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• Ligações são quebradas e formadas. 
• Nem todas as reações ocorrem em um único passo . 
Mecanismo de Reações 
Teste de Lucas 
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1a etapa 
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2a Etapa 
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3a Etapa 
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• Perfil da Reação - mostra 
a energia do sistema versus o 
progresso da reação. 
 
• Útil quando pensamos nos 
fatores que afetam a 
velocidade / facilidade de uma 
reação. 
Diagrama de Coordenada de Reação 
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Reação em uma 
única etapa 
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Termodinâmica e Cinética 
Diagrama de Coordenadas de Reações: mostra as 
mudanças de energia que acontecem em cada uma das 
etapas de um mecanismo. 
O mecanismo de uma reação: descreve as várias etapas 
que se acreditam ocorrer quando reagentes são convertidos 
em produtos. 
Para a avaliação da energia do sistama e progresso da reação … 
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Diagrama de Coordenada de 
Reação 
As linhas pontilhadas 
no estado de 
transição indicam 
ligações que são 
parcialmente 
formadas e 
parcialmente 
quebradas. 
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O DG° pode ser positivo ou negativo indicando se a 
reação vai ser espontânea ou não espontânea 
(energia). 
Qual das reaçoes indicadas acima é expontânea? 
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Avaliando a Reação de adição de HBr ao 2-buteno 
Mecanismo da reação 
Etapa (a) 
Etapa (b) 
nucleófico 
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Etapa (a) 
Etapa (b) 
intermediário 
Estado de transição (ET) 
tem ligações 
parcialmente formadas. 
Os intermediários têm 
ligações completamente 
formadas. 
O ET no mais alto ponto na coordenada de reação é chamada etapa 
determinante da velocidade. 
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A termodidâmica: propriedades de um sistema em equilíbrio 
Termodinâmica 
Quanto mais estável é a substância, maior sua concentração no equilíbrio. 
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Parâmetros Termodinâmicos 
Variação da energia livre de Gibbs (DG°) 
Variação da entalpia (DH°): o calor absorvido ou liberado 
 de uma reação. Também é uma 
 medida da energia “armazenada” 
Variação da entropia (DS°): uma medida da liberdade de 
 movimento 
DG° = DH° – TDS° 
DG° = - RTlnKeq 
DG° = G°produtos - G
°
reagentes 
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O DH° pode ser calculado utilizando valores tabelados 
de entalpia de ligação (entalpia de Dissociação de ligação) DH° 
DH° = (energy of the bonds being broken) - (energy of the bonds being formed) 
 
DH° =Energia 
de dissociação 
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A solvatação pode afetar DH° e/ou DS°, modificando, em última 
instância, o valor de DG° 
Solvatação: interação entre o solvente e as moléculas 
(ou íon) em solução 
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A cinética envolve o estudo das velocidades das reações Químicas e os 
fatores que as afetam. 
Cinética 
A energia livre de ativação DG‡ 
DG‡ = DH‡ – TDS‡ 
Reação Exergônica 
DG° < 0 
Reação Endergônica 
DG° > 0 
Reação rápida Reação lenta 
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Velocidade e Constantes de Velocidade 
Reação de Primeira Ordem 
A B 
v = k[A] 
A + B C + D 
v = k[A][B] 
Reação de Segunda Ordem 
A + A E 
v = k[A]2 
número de colisões 
por unidade de tempo 
fração com 
energia suficiente 
fração com 
orientação correta 
x x v =