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INTRODUÇÃO À QUÍMICA ORGÂNICA Amanda Lima Email: amanda_li23@Hotmail.com EMENTA-80 HORAS CADEIAS CARBÔNICAS E HIDROCARBONETOS: 1 - Classificação dos hidrocarbonetos. Definição de hidrocarbonetos. 2 - Nomenclatura dos hidrocarbonetos. Propriedades dos hidrocarbonetos. Cadeias carbônicas. 3 - Carbono: características e classificação. Geometria das hibridizações. Ligações em moléculas orgânicas - hibridização. Definição e tipos de isomeria. 4 - Isômeros e suas aplicações. Propriedades dos isômeros geométricos. Quiralidade. Aspectos gerais das reações orgânicas ATIVIDADES LABORATORIAS EM QUÍMICA ORGÂNICA: 1 - Atividades laboratoriais: propriedades dos compostos orgânicos 2 - Atividades laboratoriais: extração com solventes 3 - Atividades laboratoriais: destilação simples 4 - Atividades laboratoriais: polímeros EMENTA-80 HORAS FUNÇÕES MISTAS E FUNÇÕES NITROGENADA: 1 - Classificação dos compostos de funções mistas. Definição dos compostos de funções mistas. 2 - Nomenclatura dos compostos de funções mistas. Propriedades dos compostos de funções mistas. 3 - Classificação das funções nitrogenadas. Definição de funções nitrogenadas. 4 - Nomenclatura das funções nitrogenadas. Propriedades das funções nitrogenadas FUNÇÕES OXIGENADAS E HALETOS ORGÂNICOS: 1 - Classificação das funções oxigenadas. Definição das funções oxigenadas. 2 - Nomenclatura das funções oxigenadas. Propriedades das funções oxigenadas. 3 - Classificação dos haletos orgânicos. Definição dos haletos orgânicos. 4 - Nomenclatura dos haletos orgânicos. Propriedades dos haletos orgânicos. Os compostos orgânicos estão presentes em nossa vida Os compostos orgânicos estão presentes em nossa vida Álcool Comum C2H6O Vinagre C2H4O2 Petróleo e seus derivados. Em 1777, Bergman (Torben Olof Bergman), introduziu a expressão: COMPOSTOS ORGÂNICOS. De acordo com Bergman, tínhamos: COMPOSTOS ORGÂNICOS: Substâncias extraídas dos organismos vivos; COMPOSTOS INORGÂNICOS: Substâncias do reino mineral. Cianato de amônio + aquecimento = Uréia Em 1828, as pesquisas em Química orgânica foram ampliadas, principalmente após a descoberta de Woller. Ramo da Química que estuda os compostos do elemento carbono, denominados compostos orgânicos. Estudo das estruturas, propriedades e reações dos compostos de carbono. Conceito atual de Química Orgânica: CARBONO O número atômico (Z) do C=6. Então seu núcleo contém 6 prótons e 6 nêutrons (peso atômico ou massa atômica=12), e em torno dele estão 6 elétrons em seus orbitais. Dois elétrons completam a primeira camada, ficando outros 4 na camada de valência. Uma vez que 4 outros elétrons são necessários para que o carbono complete o octeto da sua camada de valência, dizemos que o carbono tem valência 4 ou, é tetravalente(Kekulé, 1858). C º ºº º O Carbono LIGAÇÕES QUÍMICAS É estabelecida através da combinação entre dois átomos. Os elétrons mais externos do átomo são os responsáveis pela ocorrência da ligação química TIPOS DE LIGAÇÕES QUÍMICAS Para ocorrer uma ligação química é necessário que os átomos percam ou ganhem elétrons, ou, então, compartilhem seus elétrons de sua última camada. Iônica Covalente Metálica LIGAÇÃO IÔNICA Esta ligação ocorre devido à ATRAÇÃO ELETROSTÁTICA entre íons de cargas opostas. Na ligação iônica os átomos ligantes apresentam uma grande diferença de eletronegatividade ,isto é, um é METAL e o outro AMETAL LIGAÇÃO METÁLICA É a ligação química que ocorre nos METAIS e nas LIGAS METÁLICAS Ligas Metálicas: São ligas formadas pela união de 2 ou mais metais, podendo ainda incluir não-metais, mas sempre com predominância dos elementos metálicos LIGAÇÃO COVALENTE A principal característica desta ligação é o compartilhamento (formação de pares) de elétrons entre os dois átomos ligantes. Os átomos que participam da ligação covalente são AMETAIS, SEMIMETAIS e o HIDROGÊNIO. FRIEDRICH AUGUST KEKULÉ VON STRADONITZ FOI UM QUÍMICO ALEMÃO. EM 1857, ELE DETERMINOU AS CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS ÁTOMO DE CARBONO NOS COMPOSTOS. 1º. Postulado: O átomo de carbono é tetravalente. Número atômico do carbono é 6, e a configuração eletrônica será: 1s2, 2s2, 2p2 (K=2 , L=4). Compartilha mais 4 elétrons e formar 4 ligações covalentes. O carbono é tetravalente • 2º. Postulado: As quatro valências do carbono são absolutamente iguais. Considerando o composto orgânico clorometano (CH3Cl) As quatro valências são iguais entre si CH3Cl • 3º. Postulado: Encadeamento constante. Os átomos de carbono podem se ligar entre si ou com átomos de outros elementos químicos, formando longas estruturas chamadas cadeias carbônicas os átomos podem compartilhar dois ou três pares de elétrons, formando ligações duplas ou triplas respectivamente. O Carbono forma ligações múltiplas Ligação SIMPLES Ligação DUPLA Ligação TRIPLA (Sigma) (Uma sigma outra pi) (Uma sigma e par pi) O CARBONO FORMA LIGAÇÕES MÚLTIPLAS O CARBONO FORMA CADEIAS Classificação do átomo de carbono • Os átomos de carbono de uma cadeia carbônica podem ser classificados em função do número de outros átomos de carbono a que se encontram diretamente ligados. • Carbono primário: é o carbono que se liga diretamente a um ou nenhum outro carbono. • Carbono secundário: é o carbono que se liga diretamente a dois outros carbonos. Classificação dos carbonos na cadeia • Carbono terciário: é o carbono que se liga diretamente a três outros carbonos. • Carbono quaternário: é o carbono que se liga diretamente a quatro outros carbonos. Tipos de cadeias carbônicas: I – Abertas, Acíclicas ou Alifáticas II – Fechadas ou Cíclicas III – Mistas Classificação das Cadeias Carbônicas I – Cadeias Carbônicas Abertas, Acíclicas ou Alifáticas Apresentam sempre duas ou mais extremidades. 3CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CH 2CHCH3 3 C C H H 3CH O C 3 3 C C H H 3CH Classificação das Cadeias Carbônicas Abertas, Acíclicas ou Alifáticas { 1. 2. 3. { { { Normal ou Reta Ramificada Homogênea Heterogênea Saturada Insaturada 1.1 - Normal ou Reta Os átomos de carbono estão em seqüência. 3CH 2CH 2CH 2CH 3CH 1.2 – Ramificada Os átomos de carbono não seguem uma seqüência. 3CH 2CHCH3 3 C C H H 2.1 - Homogênea Não possui heteroátomo (*) entre carbonos. (*) Heteroátomo: átomo diferente do carbono entre átomos de carbono. Os principais são: S, O, N, P... 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3CH 2.2 - Heterogênea Possui heteroátomo (*) entre carbonos (*) Heteroátomo: átomo diferente do carbono entre átomos de carbono. Os principais são: S, O, N, P... 3.1 - Saturada Possui apenas ligações simples entre átomos de carbono. 2CH 2CH C 3CH O 3CH 3.2 - Insaturada Possui entre átomos de carbono: uma dupla ligação / mais de uma uma tripla ligação / mais de uma uma dupla e uma tripla ligações 2CHCH2 HCCH CCHCH2HCC I – Cadeias Carbônicas Fechadas ou Cíclicas Não apresentam extremidades. 2CH 2CH 2CH2CH Classificação das Cadeias Carbônicas Fechadas ou Cíclicas { 1. 2. 3. { Alicíclica Aromática 3.1 - Saturada 3.2 - Insaturada 1.1 - Homocíclica 1.2 -Heterocíclica { 2.1 – Mononuclear 2.2 – Polinuclear { 1 - Alicíclica Não possui Núcleo ou Anel Benzênico. 2CH C 2CH2CH O 2CH O 2CH2CH 1.1 - Homocíclica Não possui heteroátomo. (*) 1- Alicíclica 2CH 2CH 2CH2CH 2CH (*) Heteroátomo: átomo diferentedo carbono entre átomos de carbono. Os principais são: S, O, N, ... 1.2 - Heterocíclica Possui heteroátomo. (*) 1- Alicíclica (*) Heteroátomo: átomo diferente do carbono entre átomos de carbono. Os principais são: S, O, N, ... Possui núcleo ou anel benzênico. 2 - Aromática estruturas canônicas híbrido de ressonância Alternância das posições das duplas e simples ligações. 2.1 – Mononuclear Possui apenas um núcleo ou anel benzênico. 2. - Aromática ou 2.2 – Polinuclear Possui mais de um núcleo ou anel benzênico. 2. - Aromática 2.2 – Polinuclear - núcleos isolados: 2.2 – Polinuclear - núcleos condensados: I – Cadeias Carbônicas Mistas Resultam da união de cadeia(s) abertas(s) com cadeia(s) fechada(s). 2CH 3CH 2 CH 2CH CH2 CH 2CH 2CH CH 3 3 C C H H 3CH 2 CH C 2CH2 CH Outros exemplos: 2CH CH 2CH C O 2CH2CH OH Cadeias carbônicas – Exemplos C C C N H H H H H H H aberta ou cíclica? normal ou ramificada? homogênea ou heterogênea? saturada ou insaturada? alicíclica ou aromática? C C C C C Cl O Br H H H H aberta ou cíclica? normal ou ramificada? homogênea ou heterogênea? saturada ou insaturada? alicíclica ou aromática? CH3 CH CH OH O CCH2 •Aberta (Alifática); •Insaturada; •Homogênea; •Ramificada. Classificando uma cadeia: ... CH2 CH2 C OHNCH3 CH3 •Aberta (Alifática); •Saturada; •Homogênea; •Normal. Classificando uma cadeia: ... Fórmulas: Estrutural aberta e compacta Molecular Linhas C CC C C CC C H H H H H HH H H H H H H HH H HHFórmula Estrutural CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 Fórmula Estrutural CompactadaCH3(CH2)6CH3 Fórmula de Linhas C8H18 Fórmula Molecular (PUC-RS) O ácido etilenodiaminotetracético, conhecido como EDTA, utilizado como antioxidante em margarinas, de fórmula: Apresenta cadeia carbônica a) acíclica, insaturada, homogênea. b) acíclica, saturada, heterogênea. c) acíclica, saturada, homogênea. d) cíclica, saturada, heterogênea. e) cíclica, insaturada, homogênea. Observe o composto a seguir e assinale a alternativa correspondente ao número de carbonos primários presente nesta cadeia: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 Classifique em V ou F as sentenças relacionadas aos carbonos numerados da seguinte cadeia: ( ) os carbonos I, II e IV são primários ( ) o carbono III se classifica como secundário ( ) na cadeia há somente um carbono quaternário ( ) o carbono IV recebe a classificação de terciário ( ) existem 5 carbonos primários na cadeia (UNIVALI-SC) O gosto amargo, característico da cerveja, deve-se ao composto mirceno, proveniente das folhas de lúpulo, adicionado à bebida durante a sua fabricação. A fórmula estrutural do mirceno apresenta: a) um carbono terciário. b) cinco carbonos primários. c) cadeia carbônica heterogênea. d) cadeia carbônica saturada e ramificada. e) cadeia carbônica acíclica e insaturada. O náilon é um polímero de condensação, mais especificamente da classe das poliamidas, que são polímeros formados pela condensação de um diácido carboxílico com uma diamida. Uma das variedades desse polímero pode ser obtida por meio de uma matéria-prima denominada de caprolactana, cuja fórmula estrutural é: Analisando essa cadeia, podemos classificá-la em: a) Fechada, insaturada, heterogênea, mononuclear. b) Alicíclica, insaturada, heterogênea, mononuclear. c) Fechada alicíclica, saturada, heterogênea, mononuclear. d) Fechada alicíclica, insaturada, homogênea, mononuclear. e) Fechada, insaturada, homogênea, mononuclear. Considere as seguintes substâncias, suas fórmulas estruturais e aplicações: Qual(is) dentre essas cadeias carbônicas pode(m) ser classificada (s) como uma cadeia alifática, normal, saturada e heterogênea? (UFAM-PSC) O pau-rosa, típico da região amazônica, é uma rica fonte natural do óleo essencial conhecido por linalol, o qual também pode ser isolado do óleo de alfazema. Esse óleo apresenta a seguinte fórmula estrutural: a) acíclica, ramificada, saturada e heterogênea. b) acíclica, normal, insaturada e homogênea. c) alicíclica, ramificada, insaturada e homogênea. d) acíclica, ramificada, insaturada e homogênea. e) alicíclica, normal, saturada e heterogênea. A combustão espontânea ou muito rápida, chamada detonação, reduz a eficiência e aumenta o desgaste do motor. Ao isooctano é atribuído um índice de octana 100 por causa da sua baixa tendência a detonar. O isooctano apresenta em sua fórmula estrutural: a) um carbono quaternário e cinco carbonos primários. b) um carbono terciário e dois carbonos secundários. c) um carbono secundário e dois carbonos terciários. d) três carbonos terciários e quatro carbonos quaternários. e) quatro carbonos primários e um carbono secundário.
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