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QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 1 Química Orgânica - A química do carbono Introdução: A Química Orgânica estuda os com- postos contendo carbono. Todos os seres vivos, animais e vegetais possuem carbono em sua estru- tura. Histórico: Berzelius Teoria da força vital. Nos organismos vivos, há uma força especial indispensável à sín- tese dos compostos orgânicos. Por isso, esses compostos não podem ser sintetiza- dos fora dos organismos vivos (in vitro). Wöhler (1828) Síntese de uréia in vitro. Começa a ser abandonada a teoria da força vital. Berthellot Sintetiza muitos compostos orgânicos em laboratório e "enterra" a teoria da força vital. Os átomos de carbono têm a propriedade de se unir, formando estruturas denominadas cadeias carbônicas. Essa propriedade é a principal respon- sável pela existência de milhões de compostos or- gânicos. Veja alguns exemplos de cadeias : Importante: Uma cadeia carbônica pode apresen- tar, além de átomos de carbono, átomos de outros elementos, desde que estes estejam entre os á tomos de carbono. Os elementos diferentes do car- bono que mais freqüentemente podem fazer parte da cadeia carbônica são : O, N, S, P. Nessa situa- ção, estes átomos são denominados HETEROÁ- TOMOS. Existe outra maneira de representar a cadeia de um composto orgânico. Nesse tipo de representação, não aparecem nem os carbonos, nem os hidrogê- nios ligados aos carbonos. As ligações entres os carbonos são indicados por traços (-) localizando-se os carbonos nos pontos de inflexão (quinas) e nas extremidades dos traços. (Representação em bas- tão) Podemos também simplificar por meio de índices ; C4H10O – Fórmula Molecular Fórmula molecular: C3H6 CLASSIFICAÇÃO DO CARBONO Podem ser classificados de acordo com o número de outros átomos de carbono ligado a ele na cadeia Carbono Definição Primário Ligado diretamente, no máximo, a um outro carbono Secundário Ligado diretamente a dois outros carbonos Terciário Ligado diretamente a três outros carbonos Quaternário Ligado diretamente a quatro outros carbonos Teoria da hibridação dos orbitais O átomo de carbono, em seu estado fundamental, apresenta a seguinte configuração eletrônica para seus orbitais: 2 Estado fundamental do carbono: 1s 2 2s 2 2p 2 Por esse esquema podemos perceber que só seria possível para o carbono estabelecer duas ligações, uma vez que existem apenas dois elétrons desem- parelhados. Experimentalmente, porém, verificou-se que o carbono faz sempre quatro compartilhamen- tos eletrônicos, e não dois, como era de se esperar. Para explicar esse fato, na década de 1930, surgiu a teoria da hibridação dos orbitais, que não se apli- ca exclusivamente ao átomo de carbono, mas me- rece destaque para ele, pois o carbono apresenta vários tipos de hibridação. A partir da sua configura- ção eletrônica no estado fundamental, o carbono promove um dos elétrons do orbital 2s para o orbital 2pz, que estava "vazio", passando agora para um estado ativado. Veja: Estado ativado do carbono: 1s 2 2s 1 2p 3 No estado ativado o carbono pode sofrer três tipos de hibridação, dependendo dos tipos de ligação que ele estabelecerá com outros átomos. Hibridação sp 3 do carbono - Esse tipo de hibridação existe no carbono que faz quatro ligações sigma. O termo sp 3 designa um orbital híbrido formado a partir de um orbital s e três orbitais p. Veja o estado híbri- do sp 3 : 1s 2 2(sp 3 ) 4 O antigo orbital 2s se uniu aos orbitais 2p, formando 4 orbitais sp 3 semipreenchidos. Assim, o carbono poderá efetuar quatro ligações sigma. O carbono que faz quatro ligações sigma tem geometria tetraé- drica, devido ao ângulo de afastamento entre os pares eletrônicos dos quatro orbitais sp 3 . Os ele- mentos da família do carbono (silício e germânio) também formam moléculas através desse tipo de hibridação. Hibridação sp 2 do carbono - Quando o carbono faz uma dupla ligação, terá, logicamente, três ligações sigma e uma ligação pi. Nesse caso, o carbono sofre hibridação do tipo sp 2 . Veja o estado híbrido sp 2 : 1s 2 2(sp 2 ) 3 2p 1 O orbital 2s se uniu aos orbitais 2p, formando 3 orbitais sp 2 e um orbital p semipreenchidos. Assim, o carbono poderá efetuar três ligações sigma e uma ligação pi. Esse carbono tem geometria trigonal plana. Hibridação sp do carbono - Quando o carbono faz uma tripla ligação, terá duas ligações sigma e duas ligações pi. Nesse caso, o carbono sofre hibridação do tipo sp. Veja o estado híbrido sp : 1s 2 2(sp) 2 2p 2 O orbital 2s se uniu aos orbitais 2p, formando 2 orbitais sp e dois orbitais p semipreenchidos. Assim, o carbono poderá efetuar duas ligações sigma e duas ligações pi. Esse carbono tem geometria line- ar. Cadeias e suas Classificações a) Cadeia aberta, acíclicas ou alifáticas São aquelas em que existem pelo menos dois car- bonos primários, que constituem as extremidades da cadeia, ou seja, quando o encadeamento dos átomos não sofre nenhum fechamento. Quanto à disposição dos átomos cadeia normal : quando o encadeamento segue uma sequência única. cadeia ramificada : quando na cadeia surgem "ra- mos" ou "ramificações". Quanto a saturação dos átomos de carbono cadeias saturadas : quando os átomos de carbono estão ligados somente por ligações simples. cadeias insaturadas : os átomos de carbono são ligados também por ligações duplas ou triplas. Quanto à natureza dos átomos cadeia homogênea : quando na cadeia, só existem átomos de carbono. cadeia heterogênea : quando na cadeia, além dos átomos de carbono, existem outros átomos diferen- tes do carbono, introduzidos no meio da cadeia carbônica. São os chamados heteroátomos, dos quais os mais freqüentes são O, S, e N. QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 3 b) Cadeia fechada ou cílclica Ocorrem quando há um fechamento na cadeia, formando-se um ciclo, núcleo ou anel. Quanto a disposição dos átomos de carbo- no cadeias fechadas normais : o anel não apresenta ramificações cadeias fechadas ramificadas : ao anel se ligam ramificações Quanto a saturação dos átomos de carbono cadeias saturadas : os carbonos do anel apresen- tam somente ligações simples. cadeias insaturadas : os carbonos do anel apresen- tam ligações duplas ou triplas Quanto à natureza dos átomos constituintes cadeias homogêneas ou homocíclicas : são consti- tuídas por apenas átomos de carbono cadeias heterogêneas ou heterocíclicas : apresen- tam átomos de outros elementos (heteroátomos) entre os átomos de carbono, sendo os mais fre- qüentes O, S e N. Cadeias aromáticas Possuem, em sua estrutura, o chamado anel ou núcleo benzênico, que é um sistema hexagonal insaturado : ou ou Este anel aparece na substância chamada ben- zeno, comercialmente denominada benzol. As cadeias aromáticas podem ser classificadas como : cadeias mononucleares : apresentamape- nas um anel benzênico. cadeias polinucleares : apresentam dois ou mais anéis benzênicos. Conforme a dispo- sição dos anéis, teremos núcleos isolados, onde os anéis estão ligados por uma unida- de de valência e núcleos condensados, on- de os anéis de fundem e apresentam pelo menos dois átomos de carbono comuns aos anéis. isolados 4 condensados Funções Orgânicas Os compostos orgânicos são divididos em funções diferentes. Cada uma com a sua característica. A primeira função que iremos estudar são os hidro- carbonetos. Essa é a função que nos dará a base para as demais funções que serão estudas durante esse ano letivo. 1) Hidrocarbonetos São todos os compostos formados unicamente por carbono e hidrogênio. Os hidrocarbonetos constituem uma classe muito numerosa e importante, pois formam o “esqueleto” de todos os demais compostos orgânicos. Se dividem em: a) Alcanos São hidrocarbonetos acíclicos e saturados, isto é, tem cadeias abertas e apresentam apenas liga- ções simples entre seus carbonos. Nomenclatura: Prefixo + ANO Prefixos: Observe abaixo a tabela de prefixos que servirá para determinar a nomenclatura de to- dos os compostos orgânicos. Número do Carbono Prefixo 1 MET 2 ET 3 PROP 4 BUT 5 PEN 6 HEX 7 HEPT 8 OCT 9 NON 10 DEC Fórmula Geral: 22 nnHC Exemplo: CH4 – metano Ch3 – CH3 – etano CH3 – CH2 – CH3 – propano Radicais É a denominação dada ao agrupamento neutro de átomos que apresenta um ou mais elétrons livres (Valências livres). Uma vez escolhida a cadeia principal, as demais cadeias secundárias serão consideradas radicais. O nome da cadeia principal é dado de modo idênti- co ao dos compostos de cadeia normal e deve ser precedido pelo nome dos radicais Alquilas Também denominados alcoílas, são radicais sa- turados. Derivam da retirada de um hidrogênio de um alcano. Alcano – 1H à Radical alquil(a) São eles: 1 carbono: CH3 metil 2 carbonos: CH3 – CH2 etil 3 carbonos: CH3 – CH2 – CH2 propil CH3 – CH sec propil, s–propil ou isopropil CH3 4 carbonos: CH3 – CH2 – CH2 – CH2 butil CH3 – CH2 – CH sec butil CH3 CH3 – C – CH3 terc–butil ou t-butil CH3 CH3 – CH – CH2 iso–butil CH3 b) Nomenclatura para hidrocarbonetos Veremos agora algumas regras para nomencla- tura de todos os hidrocarbonetos estudados seguin- . . . . . . . . . QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 5 do às normas da IUPAC (União Internacional de Química pura e aplicada) Para dar nome a um composto com cadeia ra- mificada damos os seguintes passos: - Determinamos a cadeia principal e seu nome. - Numeramos os carbonos da cadeia principal. - Identificamos o(s) radical(ais) e sua localização. Localização dos radicais na cadeia principal A localização dos radicais deve ser dada pela numeração dos carbonos da cadeia principal. Iniciar pela extremidade mais próxima da característi- ca mais importante dos compostos, na ordem: grupo funcional > insaturação > radical A numeração deve seguir a regra dos menores números possíveis. Se, após as regras anteriores , ainda restar mais de uma possibilidade, iniciar a numeração pela ex- tremidade mais próxima do radical mais simples (o menos complexo) Em caso de dois ou mais radicais iguais na mesma cadeia, usar os seguintes prefixos para indi- car a quantidade, ligados aos nomes dos radicais: di (2 radicais iguais), tri (3 radicais iguais), tetra (4 radicais iguais). Não se esqueça de que os números (numeração dos carbonos) indicam a localização e não a quantidade de radicais. Os radicais devem ser mencionados em ordem alfabética (etil antes de metil). Exemplo: CH3 CH2 - CH – CH2 – CH2 – CH3 2-metil-pentano CH3 CH3 – CH – CH – CH2 – CH3 CH2 CH3 3-etil-2-metil-pentano c) Alcenos São hidrocarbonetos aciclicos contendo uma única dupla ligação. Nomenclatura: Prefixo + ENO A nomenclatura, segundo a IUPAC, segue a dos alcanos com as seguintes regras complementares: A cadeia principal é a cadeia mais longa, con- tendo porém a dupla ligação. A numeração da cadeia principal ocorre a partir do carbono mais próximo da insaturação. Fórmula Geral: Cn H2n Exemplo: CH2 = CH2 eteno CH2 = CH – CH3 propeno Quenilas São radicais monovalentes derivados de alcenos (alquenos) São eles: 2 carbonos: CH2 = CH etenil ou vinil 3 carbonos: CH2 = C iso–propenil ou iso–alil CH3 CH2 = CH – CH2 propenil ou alil d) Alcinos São hidrocarbonetos acíclicos contendo uma única ligação tripla. Nomenclatura: Prefixo + INO As regras de nomenclatura seguem a dos alcenos. Fórmula Geral: CnH2n – 2 Exemplo: CH CH etino CH C - CH3 propino Alquinilas São radicais monovalentes derivados dos alcinos (alquinos). São eles: CH C etinil CH C – CH2 propinil e) Ciclanos São hidrocarbonetos que apresentam cadeia fe- chada ou mista e saturada. Nomenclatura: Ciclo + Prefixo + ANO Fórmula geral: CnH2n CH2 CH2 ciclobutano CH2 CH2 . . . . . 6 f) Ciclenos São hidrocarbonetos que apresentam cadeia cícli- ca ou mista e insaturada, com uma ligação dupla. Nomenclatura: Ciclo + Prefixo + ENO Fórmula geral: CnH2n - 2 Exemplo: CH2 CH CH2 CH Ciclobuteno g) Hidrocarbonetos aromáticos São os que possuem um ou mais anéis benzêni- cos (também chamados aromáticos). Nomenclatura: ............BENZENO Exemplo: 3 – etil – 1,2 – dimetil – benzeno Observação: No caso de duas ramificações, são bastante usados os prefixos orto (o), meta(m) e para(p) indi- cativos das posições 1 – 2, 1 – 3, 1 – 4, respectiva- mente: Existem compostos aromáticos que possuem mais de um anel benzênico: Radicais arilas A valência se encontra num carbono pertencente a um núcleo aromático. . . . . . . . QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 7 2) Haletos Orgânicos São compostos derivados dos hidrocarbonetos pela troca e um ou mais hidrogênios por halogênios (F, Cl, Br, I). Exemplos: CH3Br Nomenclatura OFICIAL (IUPAC): O halogênio é considerado ape- nas uma ramificação ligada a cadeia principal. Ex. CH3 – Br Bromo-metano USUAL: Usam-se as palavras cloreto, brometo, etc, seguido do nome do radical orgânico. Observe: Ex. Brometo de isopropila Cloreto de Benzila EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO: 1) A vitamina A é essencial na dieta alimentar pois é necessária para o crescimento normal e sua ausên- cia pode acarretar cegueira noturna e problemas na córnea. As principais fontes desta vitamina são fí- gado,gema de ovo, jerimum, etc. A fórmula estrutu- ral dessa vitamina pode ser encontrada colocando- se as ligações que faltam entre os carbonos na es- trutura abaixo: Portanto as ligações que devem ser colocadas entre os carbonos 1-2, 3-4, 6-7 e 8-9 são, respectivamen- te: Qual a hibridação e a ordem desses mesmos car- bonos? 2)nA cadeia carbônica abaixo: (CH3)2CH – CH = CH – (CH2)3 – CH2 – OH é classificada como: 3) O tingimento na cor azul de tecidos de algodão com o corante índigo, feito com o produto natural ou com o obtido sinteticamente, foi o responsável pelo sucesso do jeans em vários países. Observe a es- trutura desse corante: Nessa substância, encontramos um número de liga- ções pi correspondente a: 4) O anuleno é um hidrocarboneto aromático que apresenta a seguinte fórmula estrutural simplificada. Sobre este composto pode-se afirmar que: a) tem fórmula molecular C18H20, 9 ligações pi e ângulos de 109º entre as ligações carbono-carbono; b) tem fórmula molecular C18H18, 9 ligações pi e ângulos de 120º entre as ligações carbono-carbono; c) tem fórmula molecular C18H16, 9 elétrons pi e ângulos de 109º entre as ligações carbono-carbono; d) tem fórmula molecular C18H20, 9 elétrons pi e ângulos de 120º entre as ligações carbono-carbono. 5) As fórmulas do propano, do propadieno e do eti- no, na ordem mencionada, são: 6) Os hidrocarbonetos de baixo peso molecular são gases extremamente inflamáveis. A fim de evitar incêndios ou explosões, pequenas quantidades de mercaptana, composto orgânico volátil de odor de- sagradável que contém enxofre, são adicionadas ao gás de cozinha para alertar aos usuários sobre o escapamento indevido dos gases. Escreva a formu- la do gás de cozinha e classifique sua cadeia. 7) O mirceno, responsável pelo “gosto azedo da cerveja”, é representado pela estrutura: CH3 – CH – CH3 | Br CH2Cl 8 Considerando o composto indicado, assinale a al- ternativa correta quanto à classificação da cadeia. a) acíclica, homogênea, saturada; b) acíclica, heterogênea, insaturada; c) cíclica, heterogênea, insaturada; d) aberta, homogênea, saturada; e) aberta, homogênea, insaturada. 8) Relativamente ao composto de fórmula estrutural H3C–CH2–CH2–CH3, considere as afirmações: I. é um alcano. II. apresenta somente carbonos primários em sua estrutura. III. apresenta uma cadeia carbônica normal. IV. tem fórmula molecular C4H10 São corretas somente: 9) Para responder a questão abaixo utilize (V) ver- dadeira ou (F) falso. ( ) Moléculas de hidrocarbonetos contêm somente ligações carbono-carbono e carbono-hidrogênio. ( ) Nas ligações C-C, a densidade eletrônica está simetricamente distribuída entre osdois átomos, caracterizando uma ligação covalente apolar. ( ) As ligações C-H têm um momento dipolar muito pequeno, fato que, aliado à geometriada molécula, faz com que as moléculas de hidrocarbonetos sejam essencialmentepolares. ( ) A gasolina automotiva tipo C é uma mistura com- plexa de substâncias orgânicas apolares. 10) A fórmula química é geralmente usada para representar uma substância tanto de forma qualitati- va quanto quantitativa. Observe a fórmula da cafeí- na. A esse respeito, julgue os itens. ( ) A fórmula descrita é a fórmula estrutural simplifi- cada da cafeína e mostra como os átomos estão ligados entre si. ( ) A fórmula estrutural da cafeína evidencia a exis- tência de seis ligações p (pi) em sua molécula. ( ) A fórmula molecular da cafeína é C5H6O2N4 e sua massa molecular é 154. ( ) Um mol de molécula de cafeína contém 8 mols de átomos de carbono, 12 g de hidrogênio, 32 g de oxigênio e 4 mols de átomos de nitrogênio. 11) O composto representado é o isooctano, um hidrocarboneto com excelente capacidade antideto- nante e, por isso, associado à qualidade da gasoli- na. Sobre esse composto, pode-se afirmar: a) É o dimetil-isopentano. b) É o 2,2,4-trimetilpentano. c) É hidrocarboneto aromático. d) Apresenta cadeia normal insaturada. e) Possui grande reatividade química em relação aos demais hidrocarbonetos. 12) A cefalexina (medicamento genérico – Lei 9787/99) é um antibiótico usado para amigdalite, faringite, infecção articular, infecção da pele e dos tecidos moles, infecção urinária e pneumonia. Esse composto pode ser representado pela estrutura a seguir: a) Escreva a fórmula molecular da cefalexina. b) Quantos átomos de carbono terciários possui sua estrutura? c) Quantos anéis aromáticos estão presentes na estrutura apresentada? d) Qual a hibridação dos carbonos? e) Qual a ordem dos carbonos? 13) O nome do composto formado pela união dos radicais etil e tércio-butil é: 14) O ácido metanóico (fórmico), encontrado em algumas formigas é causador da irritação provocado pela picada desses insetos, tem a seguinte fórmula: HCOOH. O átomo de carbono dessa molécula apresenta hibridação: a) sp com duas ligações sigma (σ) e duas ligações pi (π). b) sp2 com três ligações sigma (σ) e uma ligação pi (π). c) sp2 com uma ligação sigma (σ) e três ligações pi (π). d) sp3 com três ligações sigma (σ) e uma ligação pi (π). 15) Escreva a estrutura do 4,5-dietil-6-metildecano e indicar o número de carbonos 1º,2º, 3º e 4º: QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 9 Exercícios de Vestibulares Quase nada se sabe sobre o destino do lixo indus- trial perigoso produzido no Brasil até meados de 1976. Como muitas substâncias do lixo perigoso são resistentes ao tempo, esse passado de poluição está começando a vir à tona. No solo de um conjun- to habitacional da Grande São Paulo, constatou-se a presença de 44 contaminantes. Dentre eles, des- tacam-se o trimetil-benzeno, o clorobenzeno, o de- cano, além de um de fórmula molecular C6H6 que é considerado o mais tóxico. Adaptado da Folha de São Paulo - 28/08/2001 1) Na substância trimetil-benzeno, o anel benzê- nico é ramificado por radicais: 2) A anfetamina é utilizada ilegalmente como "do- ping" nos esportes. A molécula de anfetamina tem a fórmula geral Onde X é um grupo amino, Y é um radical metil e Z é um radical benzil. Escreva a fórmula estrutural da anfetamina. 3) A fórmula geral dos hidrocarbonetos de cadeia aberta que contém uma dupla ligação é CnH2n e são conhecidos por alquenos ou alcenos. a) Escreva a fórmula estrutural e dê o nome do se- gundo composto da série. b) Escreva as fórmulas estruturais dos pentenos de cadeias lineares não ramificadas. 4) Assinale a única afirmativa correta, com rela- ção ao composto que apresenta a estrutura a se- guir: O composto: a) é um alqueno; b) apresenta um radical n-propila ligado ao carbono 4; c) apresenta 2 radicais propila; d) apresenta 3 radicais etila; e) apresenta 2 radicais etila. 5) A qualidade uma gasolina pode ser expressa pelo seu índice de octanagem. Uma gasolina de octanagem 80 significa que ela se comporta, no motor, como uma mistura contendo 80% de isooc- tano e 20% de heptano. Observe a estrutura do isooctano: De acordo com a nomenclatura IUPAC, esse hidro- carboneto é o: a) iso - propil - pentano. b) n - propil - pentano. c) 2,4,4 - trimetil - pentano. d) 2,2,4 - trimetil - pentano. e) trimetil - isopentano. 6) Do trinito tolueno (T.N.T.), cuja fórmula estrutu- ral é mostrada na figura a seguir. É INCORRETO dizer que: a) em relação ao metil, o grupo nitro está em posi- ção orto e para. b) a cadeia carbônica é aromática, mononuclear e ramificada. c) o número de hidrogênios,em uma molécula, é igual a cinco. d) todos os carbonos são híbridos sp 3 . e) é um poderoso explosivo. 7) Na redução de compostos orgânicos podemos, de forma simplificada, dizer que hidrogênios tomam o lugar de oxigênio; deste modo, na redução de nitrobenzeno, na qual se obtém aminobenzeno, as fórmulas do reagente e do produto orgânico são respectivamente: 10 8) Sobre o composto, cuja fórmula estrutural é dada a seguir, fazem-se as afirmações: I. É um alceno. II. Possui três ramificações diferentes entre si, ligadas à cadeia principal. III. Apesar de ter fórmula molecular C11H22, não é um hidrocarboneto. IV. Possui no total quatro carbonos terciários. São corretas: a) I e IV, somente. d) II e IV, somente. b) I, II, III e IV. e) III e IV, somente. c) II e III, somente. 9) As afirmações a seguir referem-se à substância de fórmula estrutural mostrada na figura adiante. I. 4-etil-3-isopropil-2,4-dimetil-2-hexeno é o seu nome oficial (I.U.P.A.C.). II. Sua cadeia carbônica é aberta, insaturada, ho- mogênea e ramificada. III. Apresenta somente ligações do tipo sigma sp 3 - sp 3 e sigma s-sp 3 . IV. É um alcino (ou alquino). Das afirmações feitas, são corretas apenas: a) I e II. d) II e IV. b) II e III. e) I, II e III. c) I e III. 10) a Copa do Mundo, uma das substâncias res- ponsáveis pela eliminação de Maradona foi a efe- drina, Qual a fórmula molecular dessa substância? a) C10H12NO d) C10H10NO b) C10H20NO e) C9H10NO c) C10H15NO 11) Os compostos isopentano, neopentano e isobu- tano apresentam o seguinte número de carbonos, respectivamente: a) 5, 5, 4 d) 6, 4, 5 b) 6, 6, 4 e) 6, 6, 5 c) 5, 6, 4 12) A essência de morango tem fórmula: Os radicais ligados ao grupo funcional do composto são: a) etil e butil d) etil e isobutil b) metil e isobutil e) metil e terc-butil c) metil e sec-butil 13) O radical benzeno chama-se fenil, enquanto benzil é o radical derivado do tolueno. Estes dois radicais apresentam as seguintes estruturas: 14) A fórmula molecular do 2,3 - dimetil butano, é a) C6H14 d) C4H10 b) C6H12 e) C4H8 c) C6H10 15) Quantos átomos de carbonos primários há na cadeia do composto 2,3 - dimetil butano? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 16) Na estrutura do 1, 3-pentadieno, o número de carbonos insaturados é a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 17) Qual das fórmulas moleculares representa um ciclano? a) C6H14 b) C6H12 c) C6H10 d) C6H8 e) C6H6 18) Para efeito de nomenclatura oficial, quantos átomos de carbono há na cadeia carbônica principal do composto de fórmula QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 11 a) 4 b) 5 c) 6 d) 7 e) 8 19) A união dos radicais metil e n-propil dá origem ao a) butano d) dimetil propano b) metil propano e) metil butano c) pentano 20) "O toluol e a naftalina são .....(x)..... aromáticos, enquanto que o propeno e o 2-butino são hidrocar- bonetos acíclicos .....(y)..... de cadeia normal." Completa-se corretamente o texto anterior substi- tuindo-se x e y, respectivamente, por a) álcoois - saturados b) álcoois - insaturados c) ácidos carboxílicos - insaturados d) hidrocarbonetos - insaturados e) hidrocarbonetos - saturados 21) (Uerj) Uma mistura de hidrocarbonetos e aditi- vos compõe o combustível denominado gasolina. Estudos revelaram que quanto maior o número de hidrocarbonetos ramificados, melhor é a "perfor- mance" da gasolina e o rendimento do motor. Observe as estruturas dos hidrocarbonetos a seguir: O hidrocarboneto mais ramificado é o de número: a) IV b) III c) II d) I 22) (Uff) Um composto orgânico X apresenta os quatro átomos de hidrogênio do metano substituídos pelos radicais: isopropil, benzil, hidroxi e metil. A fórmula molecular de X é: a) C12H16O2 d) C11H14O2 b) C11H16O e) C11H14O c) C12H18O 23) (Uff) Analise a estrutura seguinte e considere as regras de nomenclatura da IUPAC. Assinale a opção que indica as cadeias laterais ligadas, respectivamente, aos carbonos de números 4 e 5 da cadeia hidrocarbônica principal. a) propil e isobutil b) metil e isobutil c) terc-pentil e terc-butil d) propil e terc-pentil e) metil e propil 24) Um alceno possui cinco átomos de carbono na cadeia principal, uma ligação dupla entre os carbo- nos 1 e 2 e duas ramificações, cada uma com um carbono, ligadas nos carbonos 2 e 3. Sobre este alceno é INCORRETO afirmar que apresenta. a) quatro carbonos primários. b) dois carbonos terciários. c) um carbono assimétrico. d) um carbono secundário. e) um carbono quaternário. 25) Considere as afirmações seguintes sobre hi- drocarbonetos. I) Hidrocarbonetos são compostos orgânicos constituídos somente de carbono e hidrogênio. II) São chamados de alcenos somente os hidro- carbonetos insaturados de cadeia linear. III) Cicloalcanos são hidrocarbonetos alifáticos saturados de fórmula geral CnH2n. IV) São hidrocarbonetos aromáticos: bromobenze- no, p-nitrotolueno e naftaleno. São corretas as afirmações: a) I e III, apenas. b) I, III e IV, apenas. c) II e III, apenas. d) III e IV, apenas. e) I, II e IV, apenas. 26) (Unirio) Os detergentes biodegradáveis se dife- renciam dos detergentes não biodegradáveis pela natureza da cadeia hidrocarbônica R presente. Em ambos os produtos, o tamanho médio da cadeia é de 12 átomos de carbono, porém, enquanto os de- tergentes biodegradáveis possuem cadeia linear, os detergentes não biodegradáveis apresentam cadei- as ramificadas. Assinale a opção cujo composto tem o mesmo tipo de cadeia presente em um detergente não biode- gradável. 12 a) Dodecano. b) Butano. c) Etano. d) Benzeno. e) 2, 4, 6 - trimetil nonano. 27) No rótulo de um solvente comercial há indica- ção de que contém apenas hidrocarbonetos alifáti- cos. A partir dessa informação conclui-se que esse solvente não deverá conter, como um de seus com- ponentes principais, o a) tolueno. d) ciclohexano. b) n-hexano. e) pentano. c) heptano. 28) O composto que pertence à função orgânica hidrocarboneto é: 29) Nos motores a explosão, hidrocarbonetos de cadeia ramificada resistem melhor à compressão do que os de cadeia normal. Com esta finalidade, com- postos de cadeia reta são submetidas a reações de "reforma catalítica" como a seguir exemplificada: Os nomes do reagente e do produto são, respecti- vamente, a) i-octano e dimetil hexano. b) octano e 6-metil heptano. c) octano normal e 2,2-dimetil heptano. d) n-octano e 2-metil heptano. e) n-octano e i-hexano. 30) Quantos átomos de hidrogênio há molécula do ciclobuteno? a) 4 b) 5 c) 6 d) 7 e) 8 31) O octano é um dos principais constituintes da gasolina, que é uma mistura de hidrocarnonetos. A fórmula molecular do octano é: a) C8H18 b) C8H16 c) C8H14 d) C12H24 e) C18H38 32) Existe somente uma dupla ligação na cadeia carbônica da molécula de: a) Benzeno b) n-pentano c) acetileno d) cicloexano e) propileno QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 13 Funções Orgânicas Os compostos orgânicos são divididos em funções diferentes. Cada uma com a sua característica. Ire- mos agora continuar as funções orgânicas que co- meçamosa estudar no 1ºbimestre 3) Alcoóis: São compostos orgânicos que apresentam uma ou mais Hidroxilas (-OH) ligadas a átomos de car- bono saturado. CH3 – CH2 – CH2 – OH Nomenclatura: OFICIAL: Posição do grupo funcional + prefixo + OL - A numeração da cadeia principal começa pela extremidade mais próxima da hidroxila. USUAL: Álcool _________________ ICO Nome do radical Exemplos: CH3 – OH OFICIAL: Metanol USUAL: Álcool metílico CH3 – CH – CH2 – CH3 | OH OFICIAL: 2 butanol USUAL: Álcool sec-butílico CH3 – CH2 – OH OFICIAL: Etanol USUAL: Álcool etílico Classificação: de acordo com a posição do radical. Álcool primário: o grupo – OH se liga a carbono primário; Secundário: se liga a carbono secundário; Terciário: se liga a carbono terciário; De acordo com a quantidade de – OH: Monoálcoolis: apresentam 1 OH Diálcoois: apresentam 2 OH Triálcoois: apresentam 3 OH 4) Fenóis: São compostos orgânicos que apresentam umas ou mais hidroxilas ou oxidrilas (OH _ ) ligadas diretamente ao anel aromático. Observe: Nomenclatura: Hidroxi + nome do aromático. Ex. Hidróxi-Benzeno 5) Éteres São compostos onde o oxigênio está direta- mente ligado a dois radicais orgânicos. R1 – O – R2 Exemplo: CH3 – CH – O – CH2 – CH3 | CH3 CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 Nomenclatura: OFICIAL ____________ OXI - __________________ Radical menor hidrocarboneto USUAL: Éter ________________ - _____________ ÍLICO Radical menor Radical maior OH OH 14 Exemplos: CH3 – O – CH2 – CH3 OFICIAL: Metóxi-etano USUAL: Éter metil-etílico CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 OFICIAL: Etóxi-etano USUAL: Éter dietílico CH3 – O – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 OFICIAL: Metóxi-butano USUAL: Éter metil-n-butílico 6) Aldeídos: São compostos orgânicos que possuem radical ou grupo funcional aldoxila. Nomenclatura: OFICIAL: ___________ + AL Prefixo USUAL: Aldeído _______________ Complemento Esse complemento será: Fórmico – 1 carbono; Acético – 2 carbonos; Propiônico – 3 carbonos; Butírico – 4 carbonos; Valérico – 5 carbonos; Exemplos: OFICIAL: Metanol USUAL: Aldeído fórmico 7) Cetonas: Cetonas compostos orgânicos que possuem o radical ou grupo funcional carbonila. R1 – C – R2 || O Nomenclatura: OFICIAL: posição da carbonila _________ + ONA Prefixo USUAL: __________ - ___________ CETONA Radical menor Radical maior Exemplos: OFICIAL: propanona USUAL: dimetil cetona ou acetona OFICIAL: butanona USUAL: metil-etil-cetona OFICIAL: 2-pentanona USUAL: metil-propil-cetona 8) Ácidos Carboxílicos: São compostos orgânicos com um ou mais ra- dicais carboxila. Nomenclatura: OFICIAL: Ácido + ____________ + ÓICO Prefixo USUAL: Ácido _________________ Complemento Os complementos são os mesmos dos aldeídos. Ex. OFICIAL: Ácido Propanóico USUAL: Ácido Propiônico 9) Sais de ácido carboxílico (sais orgânicos): O H – C H CH3 – C – CH3 || O CH3 – C – CH2 – CH3 || O CH3 – C – CH2 – CH2 – CH3 || O O R – C OH O C H O CH3 – CH2 – C OH R QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 15 São normalmente obtidos pela reação entre um ácido carboxílico e uma base. Ex.: Nomenclatura: OFICIAL E USUAL: nome do ácido – ICO + ATO + NOME DO CÁTION Exemplos: Etanoato de Sódio ou Acetato de sódio 10) Ésteres: São normalmente obtidos pela reação entre um ácido carboxílico e um álcool Apresentam o grupo Nomenclatura: OFICIAL E USUAL: nome do ácido – ICO + ATO do nome do radical ligado ao oxigênio. Exemplo: Etanoato de metila ou acetato de metila 12) Aminas: São compostos derivados teoricamente do NH3, pela substituição de um, dois ou três hidrogê- nios por radicais alquila. Classificam-se em: Primárias: quando se ligam a um radical R – NH2 Secundárias: dois radicais. Terciárias: três radicais Nomeclatura: _____________ + AMINA Nome dos radicais Em compostos mais complicados pode-se con- siderar o grupo – NH2 como sendo uma “ramifica- ção”, indicando-o pelo prefixo amino. Exemplos: CH3 – CH2 – NH2 Etilamina CH3 – CH2 – NH – CH3 Etil-metilamina CH3 – N – CH3 Trimetilamina | CH3 13) Amidas: São compostos derivados teoricamente do NH0, pela substituição de um, dois ou três hidrogê- nios por radicais acila. O O radical funcional da amida é: C NH2 No estudo desses compostos têm interesse as amidas primárias e as amidas N – substituídas. Observe: Nomenclatura: O CH3 – C O – R O O CH3 – CH2 – C + NaOH CH3 – C + H2O OH ONa O O CH3 –C + CH3 – OH CH3 – CH2 – C + H2O OH O-CH3 O CH3 – C O – CH3 R1 NH R2 R1 R2 N R3 O CH3 – CH2– C N | CH3 ÉSTERES O CH3 – C ONa 16 Amida Primária: Trocamos a terminação ÓICO do ácido correspondente pela palavra amida: Aminda N-substituída: Escrevemos a letra N, se- guida do nome dos radicais, e completamos o nome da amida primária correspondente. N-metil propanamida 14) Nitro compostos: São compostos orgânicos derivados da substi- tuição de hidrogênio da cadeia carbônica pelo NO2. Nomenclatura: Nitro ______________________ Hidrocarboneto correspondente Exemplos: Nitro-Benzeno 15) Nitrilas: São compostos orgânicos derivados do ácido cianídrico. R – CN Nomenclatura: OFICIAL: ______________________ NITRILA Hidrocarboneto USUAL: CIANETO DE __________________ Radical Exemplos: CH3 – CN Etanonitrila ou cianeto de metila CH3 – CH2 – CN Propanonitrila ou Cianeto de etila 16) Isonitrilas: São compostos derivados do ácido isso-cianídrico. R – NC Nomenclatura: OFICIAL: __________________ ISONITRILA Hidrocarboneto USUAL: ISOCIANETO DE ____________ Radical Exemplo: CH3 – NC Metanoisonitrila ou Isocianeto de metila Acidez e basicidade de compostos orgânicos Agora que já conhecemos as funções orgâ- nicas, podemos relacionar as substâncias como acidas e básicas. Relembrando as teorias de acidez e basicidade: 1) Arhenius: Essa primeira teoria foi desenvol- vida por em 1887 para explicara condutivi- dade elétrica de certas soluções, definiu ácidos e bases assim: "Ácido é toda substância que em solução aquosa se dissocia fornecendo íons H+, como único tipo de cátion." HCl H + + Cl – "Base é toda substância que , dissolvida em água, se dissocia, fornecendo íons hidróxido como único tipo de ânion." NaOH Na + +OH – O CH3 – CH2– C NH2 O CH3 – CH2– C NH | CH3 R – NO2 NO2 QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 17 2) Bronsted – Lowry: Em 1923, propuseram uma teoria mais ampla , válida para todos os meios (meio alcóolico, meio aquoso, etc.) Ácido= qualquer espécie química que doa prótons. Base= qualquer espécie química que aceita prótons. Outro exemplo: O que o íon amônio pode ser pela teoria de Bronsted – Lowry O íon amônio pode ceder prótons funcionando como ácido de Bronsted- Lowry e não pode ser base de Bronsted, pois não pode ganhar prótons. 3) Teoria de Lewis: Lewis em 1923, apresen- tou uma definição eletrônica de ácido e ba- se, ele se baseou no conceito de base de Bronsted, que é a espécie que recebe pró- ton, assim para receber próton, a base deve fornecer um par de elétrons para a ligação. Ácido: toda espécie química que recebe par de elétrons. Base: toda espécie química que doa par de elétrons. Exemplo: :NH3 + HOH [ H3N:H ] + + OH – base ácido NH 4 + O NH3 é uma base porque recebeu um próton H + da água. A água é um ácido porque cedeu um próton ao NH3. Essa teoria também conseguiu explicar ácidos do tipo: AlCl3 , FeBr3 , BH3 entre outros que ficaram conhecidos como ácidos de Lewis, por ter um orbital vazio e aceitar par de elétrons. Aplicação nos compostos orgânicos: Os compostos orgânicos possuem a seguinte ordem crescente de acidez: Alcinos Terminais < álcoois< fenóis< ácidos carboxi- licos I. Considerações Gerais: Quanto maior a facilidade de ácido ionizar o hidro- gênio em solução aquosa, mais ácido ele será (mai- or será o seu Ka). II. Efeito indutivo (IS): Corresponde ao deslocamento de elétrons de uma ligação sigma. III. Tipos de Radicais: a) Eletroatraentes: São aqueles que atraem para si o par de elétrons, causando na cadeia um IS-, ou seja, aumenta a acidez. b) Eletrorepelentes: São aqueles que “empurram” o par de elétrons em sentido contrário, causando na cadeia um IS+, ou seja, diminui a acidez. Obs: Quanto maior a cadeia carbônica; menor será a acidez. Quanto a basicidade, a ordem crescente de basici- dade será: Amidas< aminas aromáticas< aminas 3º< amônia < aminas 1º < aminas 2º I. Considerações gerais: Quanto maior a facilidade de doar um par de elé- trons, maior será a BASICIDADE. Obs; Quanto maior o número de repelentes presen- te nas aminas maior será a sua basicidade. Assim sendo as aminas secundárias são bases mais fortes que as aminas primárias, seguindo está linha de raciocínio, as aminas terciárias deveriam ser as HBr + HOH H3O + + Br – Ácido Base NH4 + NH3 + H + 18 mais fortes, no entanto, são as mais fracas devido o impedimento espacial. Exercícios TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES. (Ufrj 2002) O olfato dos seres humanos e de outros animais depende da existência de receptores sen- soriais que respondam à presença de moléculas de substâncias odorantes no ar respirado. Os recepto- res olfativos (RO) estão localizados na cavidade nasal em um tecido denominado epitélio olfativo. A tabela a seguir apresenta alguns resultados obti- dos de estudos realizados com uma seção do epité- lio olfativo de ratos para três famílias de compostos orgânicos. Na tabela, as quadrículas assinaladas em vermelho indicam a existência de resposta posi- tiva de um determinado RO a uma dada substância odorante. 1) Dê os nomes IUPAC do álcool e do composto halo- genado que apresentam os maiores números de respostas positivas dos RO. 2) Escreva as fórmulas estruturais, na representação em bastão, do álcool que apresenta o menor núme- ro de respostas positivas dos RO e de um isômero funcional de cadeia linear deste álcool. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO (Ufrj) O cultivo de espécies de soja geneticamente modificada (soja transgênica) é um assunto em discussão em nosso país. Entre outros pontos po- lêmicos, destacam-se: o impacto ambiental, os efei- tos de alimentos transgênicos nos seres humanos e os aspectos de dependência tecnológica envolvidos. A alteração do código genético da soja permite pro- duzir sementes resistentes ao uso de herbicidas utilizados no combate de ervas daninhas. Um dos herbicidas mais utilizados é o chamado glifosato, 3) Dê o nome de dois grupos funcionais orgânicos presentes na molécula do glifosato. 4) (Uerj) Muitos produtos, como por exemplo balas e chicletes, contêm no rótulo a informação de que possuem flavorizantes, substâncias que imitam sa- bor e odor de frutas. O etanoato de isobutila, flavori- zante de morango, é uma delas. a) Escreva a fórmula estrutural plana do etanoato de isobutila e indique a função química a que per- tence. b) Sabendo-se que o etanoato de isobutila pode ser obtido pela reação entre o etanóico e um álcool, escreva a equação química correspondente à sua obtenção. 5) (Uerj) O aromatizante artificial antranilato de metila é utilizado por alguns fabricantes de gelatina de uva. Essa substância deriva do ácido antranílico, que possui as seguintes características: I. é um ácido carboxílico aromático; II. apresenta um grupo amino na posição orto; III. possui fórmula molecular C7H7NO2. Escreva a fórmula estrutural plana desse aromati- zante e cite a função química a que ele pertence. 6) Construa a fórmula de um composto aromático que possua, na mesma estrutura, as funções orgâ- nicas fenol, amina e ácidos carboxílico. 7) (Ufrj) A seguir são apresentados três compostos orgânicos e suas respectivas aplicações: QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 19 a) Quais as funções orgânicas dos compostos I e II? b) Qual a função orgânica do isômero funcional do composto III? 8) (Ufrj) O paladar humano possui quatro sabores reconhecidos: doce, azedo, amargo e salgado. Os sa- bores azedo e salgado são claramente associados a ácidos e sais, respectivamente, porém os sabores amargo e doce são detectados em um grande número de substâncias com diferentes estruturas químicas. As três substâncias apresentadas a seguir, por exemplo, apresentam um acentuado sabor doce. a) Identifique os grupos funcionais presentes nos compostos I e II. b) O composto III, mesmo sendo doce, não pode ser utilizado como adoçante, por ser altamente tóxi- co. Escreva a fórmula desse composto. 9) (Ufrj) A produção industrial de hidrocarbonetos aromáticos é feita a partir do processo de Reforma Catalítica de frações leves do petróleo. Dentre es- ses hidrocarbonetos, destaca-se o tolueno (metil benzeno), matéria-prima principal na produção dos compostos I, II, III e IV, apresentados a seguir: Quais as funções orgânicas dos compostos I, II, III e IV ? 10) (Ufrj) Em artigo publicado em 1968 na revista Science, Linus Pauling criou o termo "psiquiatria ortomolecular", baseado no conceito de que a varia-ção da concentração de algumas substâncias pre- sentes no corpo humano estaria associada às do- enças mentais. Por exemplo, sabe-se hoje que a variação da concentração de ácido glutâmico (C5H9NO4) tem relação com diversos tipos e graus de problemas mentais. a) Sabendo que o ácido glutâmico: I. apresenta cadeia normal com 5 átomos de car- bono, II. é um ácido dicarboxílico saturado, III. apresenta um grupamento amino, IV. apresenta carbono assimétrico, V. escreva a fórmula estrutural deste ácido. b) Determine o número total de átomos existentes em 0,5 mol de ácido glutâmico. 11) (Ufrj) A própolis, material resinoso coletado pe- las abelhas, possui propriedades anti-inflamatórias e cicatrizantes. A própolis contém mais de 200 com- postos identificados até o momento; entre estes compostos, alguns são de estrutura simples, como os apresentados a seguir: I. C6H5CHO II. C6H5CH2OH III. C6H5 COOCH2CH3 a) Identifique as funções orgânicas dos compos- tos I e II. b) O composto III é um éster que pode ser obtido pela reação de um ácido carboxílico com um álcool. c) Escreva as fórmulas estruturais do ácido car- boxílico e do álcool que produzem este composto. 12) (Ufrj) "Piero Volpi, o médico do lnternazionale de Milão, afirmou ontem, em depoimento perante o promotor Raffaele Guariniello, de Turim, que Ronal- dinho pode ter sofrido uma crise convulsiva no dia da decisão da Copa do Mundo, devido ao uso con- tínuo do antiinflamatório Voltaren para recuperação de seu problema nos joelhos. Tal hipótese já havia sido levantada por Renato Maurício Prado em sua coluna no GLOBO do dia 15 de julho". (Jornal O GLOBO, 2/10/98) A literatura médica dá sustentação às suspeitas do médico do lnter, pois relata vários efeitos colaterais do diciofenaco de sódio (princípio ativo deste e de vários outros antiinflamatórios), especialmente quando utilizado em associação a analgésicos co- muns como, por exemplo, o ácido acetilsalicílico (AAS). 20 a) Identifique as funções químicas destacadas por meio de retângulos nas estruturas do diclofenaco de sódio e do ácido acetilsalicílico (AAS). b) Sabendo que o ácido acetilsalicílico é um ácido fraco, calcule a concentração de íons hidrogênio e de íons hidroxila em uma solução diluída de AAS que apresenta pH=5. 13) (Ufrj) Existem diversos medicamentos que po- dem ser utilizados para o controle da concentração de colesterol no sangue. Pode-se citar como exem- plo o ciprofibrato: Dê o nome das funções orgânicas oxigenadas pre- sentes no ciprofibrato. 14) (Ufrrj) O propanotriol, quando submetido a um aquecimento rápido, desidrata-se, formando a acroleína que apresenta um cheiro forte e picante. Essa proprie- dade constitui um meio fácil e seguro de se diferencia- rem as gorduras verdadeiras dos óleos essenciais e minerais, pois, quando a gordura é gotejada sobre uma chapa super-aquecida, também desprende acroleína. Observe o que acontece com o propanotriol: a) Quais as respectivas funções químicas existen- tes no propanotriol e na acroleína? b) Indique, segundo a IUPAC, a nomenclatura da acroleína. 15) Escreva: a) As fórmulas estruturais da amina terciária e do éster com o menor número possível de átomos de carbono; b) Os nomes dos compostos, utilizando a nomen- clatura oficial. 16) Escreva a fórmula estrutural e o nome de: a) Um éster, com pelo menos quatro átomos de carbono na molécula; b) Uma amina secundária, com pelo menos qua- tro átomos de carbono na molécula. 17) No jornal CORREIO POPULAR, de Campinas, de 14 de outubro de 1990, na página 19, foi publi- cada uma notícia referente à existência de lixo quí- mico no litoral sul do Estado de São Paulo: "(...) a CETESB descobriu a existência de um depósito de resíduos químicos industriais dos produtos pentaclo- rofenol e hexaclorobenzeno, no sítio do Coca, no início de setembro, (...)". Sabendo-se que o fenol é um derivado do benzeno onde um dos hidrogênios da molécula foi substituído por um grupo OH, escreva a fórmula estrutural do: a) Pentaclorofenol b) Hexaclorobenzeno 18) Em relação ao paracetamol, que é um analgé- sico muito consumido, cuja fórmula é: a) Quais os grupos funcionais presentes no para- cetamol? b) Quais os tipos de hibridização de cada um dos oito átomos de carbono do paracetamol? c) Quantas e quais são as ligações sigma e pi presentes no paracetamol? Sugestão: Suas respostas ficarão mais apropriadas se você redesenhar a fórmula, numerar os carbo- nos, etc. 19) (Ufrj) O sentido do olfato se baseia num meca- nismo complexo, no qual as moléculas das substân- cias odoríferas são adsorvidas em sítios específicos existentes na superfície dos cílios olfativos. Esses cílios registram a presença das moléculas e enviam a informação para o cérebro. Em muitos casos, pequenas modificações na estrutura de uma subs- tância podem causar grande alteração no odor per- cebido. Os compostos abaixo, por exemplo, apresen- tam estruturas químicas semelhantes, mas claras diferenças quanto ao odor. QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 21 Dê o nome do composto que tem odor de amêndoa. 20) (Uff) Um composto orgânico X apresenta os quatro átomos de hidrogênio do metano substituídos pelos radicais: isopropil, benzil, hidroxi e metil. A fórmula molecular de X é: a) C12H16O2 b) C11H16O c) C12H18O d) C11H14O2 e) C11H14O 21) Dentre os compostos São cetonas: a) Apenas I, III e IV b) Apenas I, IV e V c) Apenas II, III e IV d) Apenas II, IV e V e) Apenas II, V e VI 22) A tiroxina, hormônio da glândula tireóide, é representada pela fórmula: As funções orgânicas presentes na estrutura da tiroxina são, respectivamente: a) Ácido carboxílico, amida, haleto orgânico, és- ter, álcool. b) Ácido carboxílico, amida, haleto orgânico, éter, álcool. c) Ácido carboxílico, amina, haleto orgânico, éter, fenol. d) Aldeído, amina, haleto orgânico, éster, fenol. e) Aldeído, amina, haleto orgânico, éter, álcool. 23) A substância cuja molécula está representada a seguir, é responsável pelo aroma natural de canela. A função orgânica a que pertence essa substância é: a) Hidrocarboneto. b) Fenol. c) Éter. d) Cetona. e) Aldeído. 24) Associe os nomes comerciais de alguns com- postos orgânicos e suas fórmulas condensadas na coluna superior com os nomes oficiais na coluna inferior. A associação correta entre as duas colunas é: a) I - P, II - T, III - Q, IV - R. b) I - Q, II - R, III - T, IV - P. c) I - Q, II - T, III - P, IV - R. d) I - R, II - T, III - Q, IV - P. e) I - S, II - R, III - P, IV - Q. 25) BOSTON, EUA- ...O estudo da equipe do doutor Irwin Goldstein, da Universidade de Boston (Massa- chusetts), que analisou 532 casos de homens com problemas de ereção, indica que 69% dos pacientes que mantiveram relações sexuais depois de ingerir sildenafil - nome científico do Viagra - atingiram seu objetivo com êxito, contra os 22% que receberam apenas um placebo (pílula idêntica, mas sem eficá- cia)... (JORNAL DO COMÉRCIO RECIFE, ON LINE) 22 Com base na constituição do Viagra apresen- tada anteriormente, podemos verificar a AUSÊNCIA de grupo funcional relativo à função orgânica: a) Aldeído. b) Éter. c) Amina. d) Álcool. e) Ácido carboxílico. 26) A contaminação por benzeno, clorobenzeno, trimetilbenzeno e outras substâncias utilizadas na indústria como solventes pode causar efeitos que vão da enxaqueca à leucemia. Conhecidos como compostos orgânicos voláteis, eles têm alto poten- cial nocivo e cancerígenoe, em determinados ca- sos, efeito tóxico cumulativo. "O Estado de S. Paulo", 17 de agosto de 2001. Pela leitura do texto, é possível afirmar que I. certos compostos aromáticos podem provocar leucemia. II. existe um composto orgânico volátil com nove átomos de carbono. III. solventes industriais não incluem compostos orgânicos halogenados. Está correto apenas o que se afirma em a) I b) II c) III d) I e II e) I e III 27) O cheiro agradável das frutas deve-se, principal- mente, à presença de ésteres. Esses ésteres podem ser sintetizados no laboratório, pela reação entre um álcool e um ácido carboxílico, gerando essências artifi- ciais, utilizadas em sorvetes e bolos. Abaixo estão as fórmulas estruturais de alguns ésteres e a indicação de suas respectivas fontes. A essência, sintetizada a partir do ácido buta- nóico e do metanol, terá cheiro de a) Banana. b) Kiwi. c) Maçã. d) Laranja. e) Morango. 28) As figuras abaixo representam moléculas consti- tuídas de carbono, hidrogênio e oxigênio. Elas são, respectivamente, a) Etanoato de metila, propanona e 2-propanol. b) 2-propanol, propanona e etanoato de metila. c) 2-propanol, etanoato de metila e propanona. d) Propanona, etanoato de metila e 2-propanol. e) Propanona, 2-propanol e etanoato de metila. 29) Sabemos que o analgésico sintetizado por A. Bayer tem a fórmula estrutural mostrada a seguir: em relação à constituição deste composto, qual das opções a seguir contém a afirmação ERRADA? Este composto contém: a) Um grupo carboxila. b) Um anel aromático e um grupo carboxila. c) Um grupo éter e um anel aromático. d) Um grupo éster e um grupo carboxila. e) Um anel aromático, um grupo éster e um grupo carboxila. 30) (Uerj) Para que a "cola de sapateiro" não seja utilizada como droga e também devido à presença de uma substância cancerígena, o tolueno (ou me- tilbenzeno), uma das propostas sugeridas foi a adi- ção de pequena quantidade de formol (ou solução aquosa a 40% de metanal), que, em virtude de seu cheiro forte e irritante, desestimularia a inalação do produto. As substâncias orgânicas citadas, o tolue- no e o metanal, apresentam, respectivamente, as seguintes fórmulas moleculares: a) C7H10 e CH3O. b) C7H10 e CH2O. c) C7H8 e CH3O. d) C7H8 e CH2O. 31) (Uerj) Um dos episódios da final da Copa da França de 1998 mais noticiados no Brasil e no mundo foi "o caso Ronaldinho". Especialistas apontaram: estresse, depressão, ansiedade e pânico podem ter provocado a má atuação do jogador brasileiro. Na confirmação da hipótese de estresse, teriam sido alteradas as quanti- dades de três substâncias químicas excitatórias do cérebro - a noradrenalina, a serotonina e a dopamina - cujas estruturas estão a seguir representadas: QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 23 Essas substâncias têm em comum as seguintes funções químicas: a) Amida e fenol. b) Amina e fenol. c) Amida e álcool. d) Amina e álcool. 32) (Uerj) O principal componente do medicamento Xenical, para controle da obesidade, possui a fórmula estrutural condensada conforme se representa a se- guir. Podemos identificar, nesta estrutura, a presença de, pelo menos, um grupo funcional característico da se- guinte função orgânica: a) Éter. b) Éster. c) Amina. d) Cetona. 33) (Uerj) Os cães conhecem seus donos pelo cheiro. Isso se deve ao fato de os seres humanos apresenta- rem, junto à pele, glândulas que produzem e liberam ácidos carboxílicos. A mistura desses ácidos varia de pessoa para pessoa, o que permite a animais de faro bem desenvolvido conseguir discriminá-la. Com o objetivo de testar tal discriminação, um pesquisador elaborou uma mistura de substâncias se- melhantes à produzida pelo dono de um cão. Para isso, ele usou substâncias genericamente representadas por: a) RCHO. b) RCOOH. c) RCH2OH. d) RCOOCH3. 34) (Uerj) Além do impacto ambiental agudo advindo do derramamento de grandes quantidades de óleo em ambi- entes aquáticos, existem problemas a longo prazo associ- ados à presença, no óleo, de algumas substâncias como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, mutagênicos e potencialmente carcinogênicos. Essas substâncias são muito estáveis no ambiente e podem ser encontradas por longo tempo no sedimento do fundo, porque gotículas de óleo, após adsorção por material particulado em suspen- são na água, sofrem processo de decantação. Um agente mutagênico, com as características estruturais citadas no texto, apresenta a seguinte fórmula: 35) (Uerj) A análise qualitativa de uma substância or- gânica desconhecida revelou a presença de carbono, oxigênio e hidrogênio. Podemos afirmar que essa subs- tância não pertence à função denominada: a) Éster. b) Fenol. c) Hidrocarboneto. d) Ácido carboxílico. 36) (Uff) Para que a fórmula geral Y - OH seja cor- respondente a uma função fenólica, Y deve ser um radical: a) Alcinila. b) Arila. c) Cicloexila. d) Alcenila. e) Benzila. 37) (Uff) As moléculas orgânicas podem apresentar, em sua estrutura, um ou mais grupos funcionais que lhes conferem propriedades físicas e químicas ca- racterísticas. Na estrutura representada acima, os grupos funcionais presentes são: a) Éter, cetona e alqueno. b) Alquino, ácido e álcool. c) Alquino, éster e álcool. d) Alqueno, álcool e ácido. e) Alqueno, álcool e éster. 38) Relacione os compostos orgânicos listados na primeira coluna com as substâncias da segunda coluna: (1) CH3COOH (2) CH3COCH3 (3) HCOH (4) CH3CH2CH2CH3 (5) CH3CH2OH 24 ( ) Formol ( ) Cachaça ( ) Removedor de esmalte ( ) Vinagre ( ) Gás de cozinha Lendo-se os números da segunda coluna, de cima para baixo, obtém-se: a) 1, 5, 2, 4, 3 b) 4, 2, 3, 1, 5 c) 3, 4, 1, 5, 2 d) 3, 5, 2, 1, 4 e) 5, 2, 1, 3, 4 39) (Ufrrj) Algumas balas contém o flavorizante an- tranilato de metila, presente naturalmente nas uvas e responsável pelo seu aroma. Nessa substância, cuja fórmula estrutural é representada a seguir, as funções orgânicas identificadas são: a) Anidrido e amina. b) Éter e amida. c) Éster e amina. d) Éter e amina. e) Éster e amida. 40) (Ufrrj) Os derivados carbonilados constituem uma das mais importantes classes de compostos na química orgânica. Analisando os compostos anteriores, a opção que apre- senta a classificação correta para as funções químicas presentes em cada um deles é: a) I-amida; lI-aldeído; III-éster; IV-cetona; V- anidrido; VI-ácido carboxílico. b) I-cetona; lI-aldeído; III-anidrido; IV-amida; V- éster; VI-ácido carboxílico. c) I-cetona; II-ácido carboxílico; III-anidrido; IV- amida; V-éster, VI-aldeído. d) I-cetona; II-aldeído; III-anidrido; IV-éster, V- amida; VI-ácido carboxílico. e) I-ácido carboxílico; II-éster; III-anidrido; IV- amida; V-aldeído; VI-cetona. 41) (Ufrrj) Na substância, cuja fórmula estrutural está re- presentada acima, estão presentes as seguintes funções orgânicas: a) Aldeído, amida e álcool. b) Éster, álcool e amina. c) Álcool, ácido carboxílico e amina. d) Ácido carboxílico, amida e álcool. e) Álcool, amida e cetona. 42) (Unirio) A procaína utilizada como um anestési- co de ação local apresenta uma fórmula estrutural representada na figura a seguir: Com base nessa fórmula estrutural, pode-se afirmar que as funções orgânicas presentes nessa substância são: a) Amina primária, cetona e éter. b) Amina primária, amina terciária e éster. c) Amina terciária, amida e éster. d) Amida, cetona e éter. e) Amina, étere éster. 43) (Unirio) A seguir é apresentada uma reação química onde compostos de diferentes funções or- gânicas tomam parte: Os compostos orgânicos I, II e III pertencem, respectivamente, às seguintes funções orgânicas: a) Aldeído, álcool, éter. b) Aldeído, ácido carboxílico, éster. c) Ácido carboxílico, aldeído, éster. d) Ácido carboxílico, aldeído, éter. e) Ácido carboxílico, álcool, éster. 44) (Unirio) QUÍMICA ORGÂNICA – 1ºBimestre 25 A nicotina é um alcalóide altamente venenoso, que ocorre nas folhas do tabaco. A análise da fór- mula estrutural da nicotina, apresentada anterior- mente, permite classificá-la como um(uma): a) Alceno com fórmula molecular C10H16 b) Álcool insaturado com fórmula molecular C10H14N2O c) Amina aromática com fórmula mínima C5H7N d) Amina insaturada com fórmula molecular C10H13N2 e) Amida com fórmula mínima C5H8N2O 45) (Unirio) Com relação à fórmula estrutural da vitamina C, apresentada anteriormente, podemos afirmar que: a) Estão presentes as funções álcool, ácido e amida. b) É uma substância oticamente ativa. c) É um composto saturado. d) Se trata de um composto aromático. e) Não reage com ácido sulfúrico concentrado. 46) (Unirio) "O Instituto Nacional de Controle de Qualidade de Saúde (INCQS) divulgou ontem o resultado da análise das amostras de neocaína, anestésico suspeito de causar meningite química. Os exames feitos não constataram a presença de qualquer agente contaminador". "Jornal do Brasil", 31.01.97 A neocaína, ou cloridrato de procaína, possui a seguinte fórmula estrutural: Assim, podemos afirmar que: a) É um derivado do ácido p-aminobenzóico b) É um éster ramificado. c) É uma amida aromática, com características ácidas. d) É uma amina aromática dissubstituída. e) Possui grupamentos etoxila e metoxila. 47) (Unirio) Em 1886, um farmacêutico americano começou a comercializar uma bebida preparada com extratos de suas plantas. "Cola acuminata" e "Erythroxylon coca." Por sugestão de seu sócio, a bebida foi denominada Coca-Cola. Em 1902, o uso do extrato de "E. coca", nesta bebida, foi proibido por conter cocaína, substância utilizada na época como anestésico local e atualmente de uso ilícito, por causar dependência. Na estrutura da cocaína apresentada anterior- mente estão presentes os grupos funcionais: a) Amina e álcool. b) Amina e éster. c) Amida e éster. d) Cetona e fenol. e) Ácido e amida. 48) (Unirio) "Depois de oito anos de idas e vindas ao Congresso (...), o Senado aprovou o projeto do Deputa- do Federal Eduardo Jorge (PT-SP), que trata da identi- ficação de medicamentos pelo nome genérico. A primei- ra novidade é que o princípio ativo - substância da qual depende a ação terapêutica de um remédio - deverá ser informado nas embalagens em tamanho não inferior à metade do nome comercial." (Revista "Época", fevereiro de 1999.) O princípio ativo dos analgésicos comercializados com os nomes de Tylenol, Cibalena, Resprin, etc é o paracetamol, cuja fórmula está apresentada anterior- mente. Os grupos funcionais presentes no paracetamol são: a) Álcool e cetona. b) Amina e fenol. c) Fenol e amida. d) Éster e álcool. e) Cetona e amina. 49) (Unirio) "O pau-brasil ocupou o centro da histó- ria brasileira durante todo o primeiro século da colo- nização. Essa árvore, abundante na época da che- gada dos portugueses e hoje quase extinta, só é encontrada em jardins botânicos, como o do Rio de Janeiro, e em parques nacionais, plantada vez por outra em cerimônias patrióticas. Coube a Robert Robinson, prêmio Nobel de Química de 1947, o privilégio de chegar à estrutura química da brasilina, substância responsável pela cor vermelha do pau- brasil." Fonte: www.sbq.org.br 26 Que opção apresenta as corretas funções orgânicas da brasilina? a) Éter, álcool tetrahidroxilado e amida. b) Fenol, álcool terciário e éter. c) Álcool, fenol e amina. d) Fenol, éter e anidrido. e) Fenol, éter e éster. 50) (Uerj) Quando ingerimos mais carboidratos do que gastamos, seu excesso é armazenado: uma parte sob a forma de glicogênio, e a maior parte sob a forma de gorduras. As gorduras são, na sua maio- ria, ésteres derivados de ácidos carboxílicos de longa cadeia alifática, não ramificada. Essa cadeia contém um número par de carbonos - conseqüência natural do modo como se dá a síntese das gorduras nos sistemas biológicos. (Adaptado de MORRISON, R. e BOYD, R. "Química orgânica". Lisboa: Fundação Calouste Gul- benkian, 1981.) Um ácido carboxílico, com as características estruturais citadas no texto, apresenta a seguinte fórmula: 51) Seja um ácido orgânico de fórmula geral XCH2COOH, onde X poderá ser substituído por H,F, Cl, Br ou . Pergunta-se: em qual dos casos o ácido será mais fortemente dissociado em so- lução aquosa? a) X = H b) X = F c) X = C l d) X = Br e) X = I 52) Considerando os ácidos CH2ClCOOH, CHCl2COOH, CCl3COOH, CH3COOH, CF3COOH, o mais fraco e o mais forte são res- pectivamente: a) CH2ClCOOH e CH3COOH b) CH3COOH e CCl3COOH c) CCl3COOH e CHCl2COOH d) CH3COOH e CF3COOH e) CCl3COOH e CF3COOH 53) “O ortonitrofenol, cuja fórmula estrutural é apre- sentada abaixo, é um ácido mais forte do que o fenol”. Com base nessa informação, conclui-se que a introdução do agrupamento nitro facilita a ruptura de qual ligação? 54) Considere a tabela de valores de Ka das subs- tâncias abaixo: Com base nesses, valores, a ordem correta de acidez é: 55) Considere os seguintes compostos: I. ácido etanóico II. água III. etanol IV. fenol V. metano Coloque-os em ordem crescente de acidez:
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