Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
QUÍMICA ORGÂNICA PROPRIEDADES FÍSICAS DOS COMPOSTOS ORGÂNICOSCOMPOSTOS ORGÂNICOS Professora: Daniella Carla Napoleão Antes de iniciarmos o Estudo das propriedades dos compostos orgânicos, é importante relembrar sobre as forças existente nas diferentes moléculas. Forças ÍON-ÍON: O PONTO DE FUSÃO de uma dada substância indica a temperatura na qual existe um equilíbrio entre o estado cristalino bem ordenado e o estado líquido que é maiso estado cristalino bem ordenado e o estado líquido que é mais aleatório. Se a substância analisada é um composto iônico as forças íon-íon que mantêm os íons unidos no estado cristalino são as forças eletrostáticas de redes fortes que agem entre os íons negativos e positivos na estrutura cristalina ordenada. Desse modo compostos iônicos apresentam altos PF e PE. Forças DIPOLO-DIPOLO: “Muitas moléculas orgânicas não são completamente iônicas, mas possuem um momento de dipolo permanente resultante de uma distribuição não-uniforme dos elétrons não-ligantes”. Essas forças são fáceis de ser visualizadas. No estado líquido ou sólido, as atrações dipolo-dipolo tornam as moléculas orientadas de modo que a extremidade positiva fica nomoléculas orientadas de modo que a extremidade positiva fica no sentido oposto da extremidade negativa. LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO: Essa força intermolecular ocorre quando há atrações dipolo-dipolo muito fortes entre átomos de hidrogênio ligados a átomos pequenos muito eletronegativos (F, O, N) e os pares de elétrons em outros átomos eletronegativos. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Polaridade: A maioria dos compostos orgânicos é INSOLÚVEL em água, pois os hidrocarbonetos, óleos e gorduras são APOLARES, ao contrário da água que é polar. IMPORTANTE • A polaridade de uma molécula é verificada pelo valor do momento de dipolo →µ • A polaridade de moléculas com mais de dois átomos é expressa por:→µR (momento dipolo resultante). PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Polaridade • H2 H─H geometria linear →µ = zero Apolar • HF H ─F geometria linear →µ ≠ 0 • HF H ─F geometria linear →µ ≠ 0 Polar • CO2 O═C ═ O geometria linear →µ = 0 Apolar • HCN H ─ C≡N geometria linear →µ ≠ 0 Polar PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Polaridade • Polares: Metanol, etanol, propanona. • Apolares: Derivados direto do petróleo: gasolina, benzina, benzeno, óleo diesel, óleo lubrificante, parafina, vaselina, óleos de origem animal ou vegetal. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS O que mantêm as moléculas unidas nos três estados (sólido, líquido e gasoso) são as chamadas ligações ou forças ou interações moleculares. Relembremos três tipos de forças: • Ligação de Hidrogênio • Dipolo permanente ou dipolo-dipolo (DD) • Dipolo instantâneo (DI), Força de Van der Waals ou força de dispersão de London. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS LIGAÇÃO DE HIDROGÊNIO São interações que ocorrem entre moléculas que apresentem H ligados diretamente a F O ou N.H ligados diretamente a F O ou N. LIGAÇÃO DIPOLO-DIPOLO Força de atração entre dipolos, positivos e negativos. Ex: HCl -HI - PCl3 PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS LIGAÇÃO DIPOLO INDUZIDO OU FORÇA DE VAN DERWAALS ou FORÇAS DE LONDOM • Ocorrem em todas as substâncias polares ou apolares.• Ocorrem em todas as substâncias polares ou apolares. • F2, Cl2, Br2, I2, hidrocarbonetos. O que determina o quão grande é a força de van der Waals é a polarizabilidade relativa dos elétrons dos átomos que participam das ligações de um dado composto. Forças de van derWaals Por polarizabilidade pode-se entender com a habilidade dos elétrons reagirem a variação de um campo elétrico, ou seja, irá depender do quão soltos ou presos os elétrons estão mantidos. Nos halogênios aumenta na ordem: F<Cl<Br<I.mantidos. Nos halogênios aumenta na ordem: F<Cl<Br<I. Nesse tipo de força, a qualquer, instante pode ocorrer uma movimentação dos elétrons, não havendo uma distribuição uniforme das cargas. Por isso, o nome de dipolo induzido ou temporário, pois, em um instante, os elétrons poderão se acumular em uma parte da molécula. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Comparando as forças de interação tem-se: • DIPOLO INSTANTÂNEO OU INDUZIDO (moléculas apolares); • DIPOLO PERMANENTE OU DIPOLO-DIPOLO (moléculas polares); • PONTES DE HIDROGÊNIO (moléculas polares com interações entre H, F, O e N. AUMENTO DA INTENSIDADE DAS FORÇAS! PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Voltemos as propriedades dos compostos orgânicos. Temperatura de Ebulição: Quanto mais intensas forem as forças de interação maior será a sua temperatura de ebulição,forças de interação maior será a sua temperatura de ebulição, pois faz-se necessário uma maior quantidade de energia para promover rupturas. Quando houver as mesmas intensidades de interação intermolecular, quanto maior for a substância analisada, maior será também a temperatura de ebulição. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Temperatura de Ebulição: Vejamos a estrutura do álcool etílico (etanol) e do éter dimetílico. ETANOLETANOL ÉTER DIMETÍLICO PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Nesse caso, os dois compostos apresentam mesma fórmula molecular; entretanto verifica-se que no álcool etílico existe a presença de um átomo de hidrogênio ligado covalentemente a um átomo de oxigênio formando ligações de hidrogênio fortes entre si. Já o éter dimetílico, não possuem um átomo de hidrogênio ligado a um elemento fortemente eletronegativo, ou seja, não há formação de ligações de hidrogênio fortes entre si. Na molécula de éter dimetílico verifica-se a presença de forças intermoleculares mais farcas do tipo dipolo-dipolo. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Exercício: Qual dentre os compostos abaixo apresenta um maior ponto de ebulição? Justifique sua resposta. a) CH3CH2CH2 CH2OH ou CH3CH2OCH2CH3a) CH3CH2CH2 CH2OH ou CH3CH2OCH2CH3 b) CH3CH2CH2 CH2OH ou HOCH2CH2 CH2OH PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Ponto de Fusão (PF): Além da questão da polaridade da molécula, é necessário verificar que tanto a densidade quanto a rigidez podem afetar no ponto de fusão. Vejamos o caso de 4 álcoois:4 álcoois: Álcool terc-butílico --- PF = 25ºC Álcool butílico --- PF = -90ºC Álcool sec-butílico --- PF = -114ºC PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Ponto de Fusão (PF) Álcool terc-butílico Álcool butílicoÁlcool butílico Álcool sec-butílico PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Ponto de Fusão (PF) Exemplo: Qual composto apresentará maior ponto de fusão, o pentano ou o ciclopentano? Porque? O ciclopentano, pois nesse caso não ocorrem giros dos átomos de carbono; o que não ocorre com o pentano em que os átomos podem girar, dificultando assim a formação de forças de van der Waals. Verifica-se uma maior rigidez na estrutura do ciclopentano. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Solubilidade: Quando se dilui um sólido em um líquido, percebe- se que ocorre um processo semelhante com o processo de fusão do sólido. Observa-se que a estrutura cristalina do sólido é destruída eObserva-se que a estrutura cristalina do sólido é destruída e desse modo, ocorre a formação de um arranjo DESORDENADO das moléculas, ou íons na solução. NA QUÍMICA existe uma regra prática que informa: “semelhante dissolve semelhante”. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Solubilidade Logo, verifica-se que compostos polares e iônicos tendem a dissolver-se em compostos polares. Os líquidos polares são geralmente miscíveis entre si.geralmente miscíveis entre si. Por sua vez, os sólidos apolares são geralmente solúveis em solventes apolares e insolúveis em solventes polares. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOSEm compostos orgânicos verifica-se ainda que a SOLUBILIDADE DECRESCE COM O AUMENTO DA CADEIA CARBÔNICA. Desse modo, quanto maior a cadeia carbônica, menos solúvel é o composto! Exemplo: O metanol e a água são miscíveis em todas as proporções, como também as misturas de etanol e água e álcool propílico em água. POR QUE ISSO OCORRE? PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Verifica-se que aos grupos alquilas dos álcoois citados são relativamente pequenos e as moléculas se assemelham à água mais do que se assemelham a um alcano. Por outro lado, se a cadeia carbônica do álcool for muito longa, ele será muito menos solúvel em água! OBS: Em química orgânica, um composto será solúvel se um mínimo de 3g do composto orgânico dissolver-se em 100mL de água. PROPRIEDADES DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS Em resumo • A solubilidade diminui com o aumento da cadeia. • Os álcoois com até 3 ou 4 carbonos são bastante solúveis devido a presença da hidroxila, porém asolúveis devido a presença da hidroxila, porém a solubilidade diminuirá a medida que o número de carbonos aumentar. H3COH H3CH2OH H3CCH2CH2OH H3CCH2CH2CH2OH H3CCH2CH2CH2CH2OH H3CCH2CH2CH2CH2CH2OH
Compartilhar