Reações de Substituição e adição

Prévia do material em texto

17/12/2014
1
CH
H
H
ClH Cl+
Houve a troca do HIDROGÊNIO pelo CLORO
REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO
É quando um átomo ou grupo de 
átomos é substituído por um 
radical do outro reagente.
CH H
H
H
Cl Cl+ +CH
H
HCl
LUZ
H
Cl
É quando substituímos um ou mais átomos de hidrogênio de 
um alcano por átomos dos halogênios 
C
LUZ
Cl ClH
H
+
H
H C Cl ClH
H
+
H
H
Podemos realizar a substituição dos demais
átomos de hidrogênio sucessivamente, 
resultando nos compostos 
CH
4
Cl
2
HCl
H
3
CCl
Cl
2
HCl
H
2
CCl
2
Cl
2
HCl
HCCl
3
Cl
2
HCl
CCl
4
A halogenação de alcanos é uma reação por radicais livres,
ou seja, uma reação RADICALAR
Para iniciar esse tipo de reação, temos que produzir 
alguns radicais livres,
e as condições para isso são 
luz de frequência adequada ou aquecimento
A reatividade depende do CARBONO onde ele se encontra;
a preferência de substituição segue a seguinte ordem: 
Nos alcanos de cadeias maiores, teremos vários átomos de 
hidrogênios possíveis de serem substituídos 
LUZ
I
I
H
CH3 – C – CH3 + Cl2
CH3
C terciário > C secundário > C primário
produto principal
I
I
Cl
CH3 – C – CH3 + HCl
CH3
17/12/2014
2
01) No 3 – metil pentano, cuja estrutura está representada a seguir:
O hidrogênio mais facilmente substituível por halogênio está
situado no carbono de número:
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 6.
CH
2
H
3
C
41 32 5
6
CH CH
2
CH
3
CH
3
02)(UFMS) Um químico faz uma reação do terc-butano (metilpropano)
com Br
2
, na presença de luz solar ou aquecimento a 300°C. Admitindo-
se que ocorra apenas monossubstituição, é correto afirmar que o
número de produtos formados nessa reação é:
a) 1.
b) 3.
c) 2.
d) 4.
e) 5.
+ Br
2
CH
3
CH CH
3
CH
3
Br
CH
3
C CH
3
CH
3
BrCH
3
CH CH
2
CH
3
λ
03)(Mackenzie-SP) (a) CH
4
+ (b) Cl
2
CHCl
3
+ (c) X
Da halogenação acima equacionada, considere as afirmações I, II, III
e IV.
I. Representa uma reação de adição.
II. Se o coeficiente do balanceamento (a) é igual a 1, então (b) e (c)
são iguais a 3.
III. O produto X tem fórmula molecular HCl.
IV. Um dos reagentes é o metano.
Das afirmações feitas, estão corretas:
a) I, II, III e IV.
b) I e IV, somente.
c) II, III e IV, somente.
d) II e III, somente.
e) I, II e III, somente.
04) Considere a reação de substituição do butano:
BUTANO + Cl2 X + Y 
ORGÂNICO INORGÂNICO
LUZ
O nome do composto X é:
a) cloreto de hidrogênio.
b) 1-cloro butano.
c) 2-cloro butano.
d) 1,1-cloro butano.
e) 2,2-dicloro butano.
Cl2
+
CH3 – CH2 – CH2 – CH3
carbono secundário é mais
reativo que carbono primário
LUZ
CH3 – CH – CH2 – CH3
+
HCl
Cl
2 – cloro butano
1 2 3 4
+ Cl2
AlCl3
Neste caso todos os átomos de hidrogênios são equivalentes e originará 
sempre o mesmo produto em uma mono – halogenação 
+ HCl
Cl
+ HNO3
H2SO4
+ H2O
NO2
Consiste na reação do benzeno com ácido nítrico (HNO3) na presença do ácido 
sulfúrico (H2SO4), que funciona como catalisador 
17/12/2014
3
Consiste na reação do benzeno com o ácido sulfúrico concentrado e a 
quente 
+ H2SO4
H2SO4
+ H2O
SO3H
REAÇÕES DE ADIÇÃO
As reações de adição mais importantes ocorrem nos ...
 alcenos
 alcinos
 aldeídos
 cetonas
REAÇÕES DE ADIÇÃO NOS ALCENOS
H HC
H
C
H
H Cl+
CCl 
4
H HC
H
C
H
H Cl
Os haletos de hidrogênio 
reagem com os alcenos produzindo
haletos de alquil
H C
H
C
H
H Cl+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
H Cl
CCl4
“O hidrogênio ( H+ ) é adicionado ao 
carbono da dupla ligação
mais hidrogenado” 
REGRA DE MARKOVNIKOV
o produto principal será o 2 – cloro propano
H C
H
C
H
H OH+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
H OH
H+
o produto principal será o 2 –propanol
ADIÇÃO DE ÁGUA (HIDRATAÇÃO) AOS ALCENOS
H C
H
C
H
Cl Cl+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
Cl Cl
CCl4
o produto será o 1, 2 – dicloro propano
ADIÇÃO DE HALOGÊNIOS (HALOGENAÇÃO) AOS ALCENOS
17/12/2014
4
H C
H
C
H
H H+HC
H
H
H C
H
C
H
HC
H
H
H H
CCl4
o produto formado é o propano
Essa reação ocorre entre o H2 e o alceno 
na presença de catalisadores metálicos (Ni, Pt e Pd). 
HIDROGENAÇÃO DOS ALCENOS 02) (UFRN) Observe o esquema reacional abaixo:
Sobre esses compostos, é correto afirmar que todas as reações são
de:
a) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 1-propanol; B = 1-
cloro-propano e C = propano.
b) substituição, sendo os produtos respectivamente: A = 1-butanol; B
= 2-cloro-propano e C = propano.
c) substituição; sendo os produtos respectivamente: A = 1-hidróxi-2-
propeno; B = 2-cloro-1-propeno e C = propeno.
d) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 1,2-propanodiol; B
= 1,2-dicloropropano e C = propano.
e) adição, sendo os produtos respectivamente: A = 2-propanol; B = 2-
cloro-propano e C = propano.
“O hidrogênio ( H+ ) é adicionado ao 
carbono da dupla ligação
menos hidrogenado” 
REGRA DE ANTI-MARKOVNIKOV
o produto principal será o 1 – cloro propano
H C
H
C
H
H Cl+HC
H
H
H
2
O
2
H C
H
C
H
HC
H
HCl H
Efeito peróxido
ADIÇÃO DE HALETOS DE HIDROGÊNIO AOS ALCINOS
Ocorre a adição de 1 mol do haleto de hidrogênio 
para, em seguida, 
ocorrer a adição de outro mol do haleto de hidrogênio 
H – C C – CH
3
+ H – Cl 
H Cl
H – C C – CH
3
H Cl
H – C C – CH
3
+ H – Cl 
H Cl
H – C C – CH
3
H Cl
REAÇÕES DE ADIÇÃO A “ DIENOS ”
Os dienos (ou alcadienos) são hidrocarbonetos de cadeia 
aberta contendo duas ligações duplas
Dienos acumulados: H
2
C = C = CH – CH
3
Possuem ligações duplas vizinhas
Dienos conjugados: H
2
C = CH – CH = CH
2
Possuem duplas separadas por apenas uma ligação
Dienos isolados: H
2
C = CH – CH
2
– CH = CH
2
Possuem duplas separadas por mais de uma ligação
São divididos pelos químicos em três grupos:
Os DIENOS ACUMULADOS 
comportam-se como se fossem 
“um alceno em dobro”
nas reações de adição
H
2
C = C = CH – CH
3
+ 2 Cl
2
H
2
C – C – CH – CH
3
ClCl
ClCl
Os DIENOS ISOLADOS 
seguem o mesmo padrão,
também se comportando como se fossem 
“um alceno em dobro”
17/12/2014
5
Os DIENOS CONJUGADOS,
por sua vez, exibem um comportamento 
muito especial
Quando 1 mol de dieno conjugado reage com 1 mol da substância a
ser adicionada (HCl, HBr etc.), dois caminhos são possíveis
Um deles é a adição normal
H
2
C = CH – CH = CH
2
H
2
C – C = CH – CH
3
+ HCl
ClH
o outro é a adição conjugada (ou adição 1,4)
H
2
C = CH – CH = CH
2
H
2
C – CH = CH – CH
2
+ HCl
ClH
Em geral, 
o aumento da temperatura favorece 
a adição 1,4 e desfavorece a adição 1,2
01)(UEL-PR) Uma alternativa para os catalisadores de células a
combustíveis são os polímeros condutores, que pertencem a uma
classe de novos materiais com propriedades elétricas, magnéticas e
ópticas. Esses polímeros são compostos formados por cadeias
contendo ligações duplas conjugadas que permitem o fluxo de
elétrons. Assinale a alternativa na qual ambas as substâncias
químicas apresentam ligações duplas conjugadas.
a) Propanodieno e metil – 1, 3 – butadieno.
b) Propanodieno e ciclo penteno.
c) Ciclo penteno e metil – 1, 3 – butadieno.
d) Benzeno e ciclo penteno.
e) Benzeno e metil – 1, 3 – butadieno.Pág 296
Ex. 43
Duplas conjugadas: possuem uma ligação simples entre elas
H
2
C = C – CH = CH
2
CH
3
e)
H
3
C – CH
2
– CH
3
CICLANOS
Adição ou Substituição
CH
2
CH
2
+ H
2
Ni
100ºC
H
2
C
CH
2
+ H
2
Ni
180ºC
H
2
C
CH
2
H
2
C
H
3
C – CH
2
– CH
2
– CH
3
CH
2
+ Cl
2
H
2
C
CH
2
H
2
C
CH
2
C + HCl
H
2
C
CH
2
H
2
C
CH
2
Cl
H
CICLANOS
Adição ou Substituição
CH
2
+ Cl
2
H
2
C
CH
2
H
2
C
CH
2
CH
2
C
H
2
C
CH
2
H
2
C
CH
2
CH
2
H
Cl
+ HCl
Isto ocorre devido à
Tensão angular
Há tendência ao 
rompimento do anel
Ângulos distantes de 109°28’
60º
90º
Ângulos próximos de 109°28’
Não há tendência ao
rompimento do anel.
108º
Teoria das tensões de Baeyer