Aula 1-Introdução a química orgânica; teoria atômica; ligação iônica, covalente e hibridização.pdf

Prévia do material em texto

Curso de Bacharelado em Engenharia 
Prof. Rômulo Martins 
romulojunior@gmail.com 
FACEBOOK: http://www.facebook.com/raimundoromulo 
 
 
 1 
OBJETIVO DO CURSO 
• Compreender os conhecimentos básicos relativos a 
estrutura química e a nomenclatura de compostos 
orgânicos. 
 
•Reconhecer as principais funções orgânicas. 
 
•Atribuir nomenclatura IUPAC. 
 
•Promover a correlação entre estrutura e reatividade de 
compostos orgânicos. 
 
•Empregar técnicas de separação e purificação de 
compostos orgânicos. 
AULAS TEÓRICAS e PRÁTICAS (LABORATÓRIO) 
1av: 0 à 10 
2av: 0 à 10 
 
Média: 7,0 
 
Segunda-chamada: 0 à 10 
 
AF: 0 à 10 
 
Obs – verificar a data das avaliações no Clube! 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
5 
DISPONIBILIZO LIVRO EM PDF!! 
http://www.abes-dn.org.br/portal/ 
LINKS ÚTEIS 
http://www.sbpmat.org.br/ 
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_serial&pid
=1516-1439&nrm=iso&rep=&lng=pt 
http://www.scielo.oces.mctes.pt/scielo.php?script=sci_seria
l&pid=0870-8312&nrm=iso&lng=pt 
6 
Este tópico vc encontrará no 
capítulo 1 do livro “Química 
Orgânica” do autor Solomons 
(volume 1) 
 
O que estes objetos/seres 
têm em comum? 
Tubulações Plantas Animais 
Todos são formados pelo 
mesmos composto: 
CARBONO 
Celulares - 4G 
9 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
10 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Os compostos de carbono são 
os constituintes químicos 
fundamentais de todos os seres 
vivos do planeta. 
Ex: 
Proteínas: sangue, músculos e esqueleto 
Enzimas: catalisam as reações que ocorrem nos organismos 
Alimentos: energia para a vida 
DNA: molécula que contém toda a informação genética 
 
11 
Ex: Nucleotídeo - unidade básica do DNA/RNA 
Pentose 
Base 
Fosfato 
Oligonucleotídeo 
 (DNA) 
 macromoléculas orgânicas (sintéticas ou 
naturais) 
 sintéticas: plásticos e borrachas 
 naturais: couro, seda, algodão, madeira, etc. 
 C + H + N + O + F + elementos não metálicos 
 
 Leves, flexíveis, resistentes à corrosão 
 
 Em geral, baixa resisitência ao calor 
 
 Novos materiais - polímeros condutores 
 
 termoplásticos, termorígidos, elastômeros 
 
 Aplicações 
 inumeras!! 
Os polímeros na tabela periódica 
OLED : Diodo orgânico emissor de 
luz ou fotoemissor 
15 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Fibras de vidro em uma 
matriz de polímero. 
16 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
 Fibras sintéticas, alimentos, 
cosméticos, medicamentos e 
combustíveis são alguns dos 
produtos em que o principal 
componente é o mais formidável 
dos elementos químicos, o 
Carbono. 
17 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Químicos 
Farmacêuticos Físicos 
Biólogos 
Engenheiros 
Matemáticos 
Qual será sua contribuição? 
18 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
vitaminas orgânicas? 
alimentos orgânicos? 
fertilizantes orgânicos? 
Vit. C “natural” ≠ Vit. C sintética? 
vitamina C “natural” vitamina C sintética 
19 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Termo “orgânico” ??? 
20 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Histórico 
Em 1780: 
 
-Distinção entre compostos orgânicos e 
inorgânicos; 
 
-Vitalismo: por não conhecerem substâncias 
orgânicas provenientes de fontes não-vivas, 
acreditava-se que era necessária uma espécie de 
FORÇA VITAL para se obter uma substância 
orgânica. 
21 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Assim, acreditava-se que compostos 
orgânicos vinham de compostos 
também orgânicos, o mesmo 
acontecia com compostos 
inorgânicos. 
22 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Em 1828, primeira síntese de um composto 
orgânico a partir de fontes inorgânicas 
 
Friedrich Wöhler descobriu que o composto 
orgânico uréia (constituinte da urina), 
poderia ser obtido através da reação: 
NH4
+ 
OCN
heat
H2N C
O
NH2
cianato de amônia uréia 
23 
1.1 - Teoria Estrutural da Química Orgânica 
 
 Entre 1858 e 1861 – Kekulé e outros, trabalhando 
independentemente, lançaram a base de uma das 
teorias mais fundamentais da química: 
 
Teoria Estrutural! 
 
 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
1.0 – Compostos de Carbono e Ligações 
Químicas 
24 
 Duas premissas importantes da Teoria Estrutural: 
 
a) Os átomos dos elementos nos compostos orgânicos 
só podem formar um número fixo de ligações. 
Chamada de VALÊNCIA. 
 
Em geral... 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
C
H
H H
H
OH H H Cl
carbono tetravalente oxigênio divalente hidrogênio e halogênios 
monovalentes 
25 
 Duas premissas importantes da Teoria Estrutural: 
 
b) Um átomo de carbono pode utilizar uma ou mais de 
suas valências para formar ligações com outros 
átomos de carbono. 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
 ligação simples 
C
H
H C
H
H
H
H CH C HC C
 ligação dupla ligação tripla 
Portanto, de acordo com Kekulé, a definição moderna 
de química orgânica é: um estudo de compostos de 
carbono 
26 
1.1.1 – A Forma Tetraédrica do Metano 
 
 -Em 1874, a fórmula estrutural do CH4 de Kekulé 
foi expandida em 3D: 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
A estrutura tetraédrica do metano. Os elétrons das ligações entre os H e 
o carbono do metano, ocupam principalmente o espaço dentro da malha 
de arame. 
- O arranjo dos átomos no espaço é essencial! 
27 
1.2 – Ligações Químicas: A Regra do Octeto 
 
 - Em 1916, Lewis e Kössel propuseram dois tipos 
principais de ligações químicas: 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
a) Ligação Iônica – transferência de elétrons (e-) de 
um átomo para outro (formação de íons) 
b) Ligação Covalente – uma ligação que resulta 
quando os átomos compartilham elétrons (e-) 
Pq os átomos formam ligações entre si? 
Por não possuírem a configuração eletrônica de um 
gás nobre reagem (ligam-se) para produzir tal 
configuração (8 e- na última camada). 
28 
Antes do estudo das ligações iônicas e covalentes vamos 
relembrar... 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
29 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
30 
...Voltando para as ligações químicas 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
a) Ligação Iônica – transferência de elétrons (e-) de 
um átomo para outro (formação de íons) 
 
 
pq? 
Devido a força atrativa entre íons de carga de sinais 
opostos. 
 
O que mede uma “grande” força atrativa? 
 
Uma “grande” diferença de eletronegatividade entre 
os átomos da ligação. 
31 
H 
2.1 
Li 
1.0 
Be 
1.5 
B 
2.0 
C 
2.5 
N 
3.0 
O 
3.5 
F 
4.0 
Na 
0.9 
Mg 
1.2 
Al 
1.5 
Si 
1.8 
P 
2.1 
S 
2.5 
Cl 
3.0 
K 
0.8 
Br 
2.8 
 
Eletronegatividade: medida da habilidade de um 
átomo em atrair elétrons 
 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
32 
Ex de ligação iônica: ligação do Li com F 
formando o fluoreto de lítio. 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Li F+ F

+Li
+
Li + F
••
••
•• ••
••
••
Li
+••
••
Li
+ 
F

electron transfer He configuration ionic bondNe configuration
F

33 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
b) Ligação Covalente – forma-se quando os átomos 
compartilham elétrons. 
 
-A eletronegatividade entre os átomos são iguais, ou 
semelhantes. Esses reagem mas não ocorre 
transferência completa de elétrons. 
 
-Há um compartilhamento dos elétrons! 
 
-Forma-se ligação covalente – e origina-se as 
moléculas. 
 
-Moléculas representadas na formula de traços 
– cada traço representa um par de elétrons 
compartilhados por dois átomos!! 
34 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
b) Ligação Covalente – forma-se quando os átomos 
compartilham elétrons. 
 
 
+Cl2 or Cl ClClCl ClCl
or
methane
C
H
H H
H
H C
H
H
H
N NN N or
N2
+H H HH2
each H shares two electrons
(He configuration)
or H HH
Estrutura de Lewis – mostra apenas a camada de valência 
35 
Atividade em Sala 1 
1) Faça a distribuição eletrônica e a estrutura de 
Lewis para: 
 
a) C (Z=6) 
b) N(Z=7) 
c) O (Z=8) 
 
2) Escreva a estrutura de Lewis para: 
 
a) CH3F b) H3PO4 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
36 
Um resumo das cargas formais 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
37 
3) Escrever a estrutura de Lewis para cada um 
dos íons negativos e atribuir a carga formal 
negativa ao átomo apropriado. 
 
 
 
a) NH2
- c) CO3
2- 
 
b) H2SO4 d) NO3
-
 
 
 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Atividade em sala 1 continuação 
Ver ligações químicas 
38 
P
ro
f.
 R
ô
m
u
lo
 M
ar
ti
n
s 
Jr
 
Atividade em sala 1 continuação 
Curso de Bacharelado em Engenharia 
Prof. Rômulo Martins 
romulojunior@gmail.com 
FACEBOOK: http://www.facebook.com/raimundoromulo 
 
 
 39