Intermediários reacionais - Carbocátions, carbânions e radicais-livres

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Química Orgânica 
 
 
INTERMEDIÁRIOS REACIONAIS - CARBOCÁTIONS, 
CARBÂNIONS E RADICAIS LIVRES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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SUMÁRIO 
 
Introdução .......................................................................................................................................3 
Objetivos ..........................................................................................................................................3 
Conceitos .........................................................................................................................................3 
Intermediários de reação... ...........................................................................................................3 
Tipos de Clivagens de Ligações .....................................................................................................4 
Carbocátions ...................................................................................................................................4 
Carbânions ......................................................................................................................................5 
Radicais Livres.................................................................................................................................6 
Exercícios .........................................................................................................................................7 
Gabarito ...........................................................................................................................................7 
Resumo ............................................................................................................................................7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
 
Nesta aula estudaremos os intermediários reacionais e as definições e 
propriedades dos carbocátions, carbânions e radicais livres. 
 
Objetivos 
 
• Aprender a definição de intermediários reacionais; 
• Compreender a estabilidade dos carbânions, carbocátions e radicais livres; 
• Correlacionar suas propriedades. 
Conceitos 
 
Nesse material, vamos entender quais são os intermediários reacionais e suas 
propriedades. 
 
Intermediários de reação 
 
Intermediários de reação são espécies químicas formadas temporariamente 
ao longo de uma reação e que apresentam baixa estabilidade. Essas espécies se 
formam e ao final da reação desaparecem. Intermediários de reação bastantes 
conhecidos e presentes em nossas vidas são os radicais livres. Eles estão presentes 
em nosso organismo participando da cadeia respiratória, em reações envolvendo 
ferro e outros metais de transição, exercícios físicos, entre outros. Eles também 
podem ser produzidos devido a fatores externos como fumaça de cigarro, álcool, 
radiação, entre outros. 
 
SAIBA MAIS! 
 
 
 
 Geralmente, o organismo consegue lidar com os radicais livres utilizando 
antioxidantes naturais como as enzimas glutationa, a catalase 
e superóxido dismutase. Porém, caso essas ações não forem suficientes muitos 
danos podem ocorrer. Por isso, uma alimentação saudável rica em antioxidantes 
como vitamina C, vitamina E, vitamina A e beta-caroteno é fundamental para manter 
o bom funcionamento do organismo. 
Muitas formas de câncer são consideradas como o resultado 
de reações entre radicais livres e DNA, resultando em 
mutações que podem afetar negativamente o ciclo celular e, 
potencialmente, levar a malignidade. Além disto, os radicais 
livres promovem o processo de envelhecimento e estão 
relacionados com as doenças cardíacas, com o Mal de 
Parkinson e de Alzheimer. 
 
 
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Tipos de Clivagens de Ligações 
 
Heterolítica ou heterólise: ocorre quando após uma ligação covalente se 
romper, os dois elétrons de ligação ficam em um dos átomos, tem-se nesse caso a 
formação de íons. 
 
Homolítica ou homólise: ocorre quando uma ligação covalente se rompe e 
cada um dos átomos fica com um com os elétrons da ligação. Nesse processo 
conhecido como clivagem, tem-se a formação de radicais. 
 
Carbocátions 
 
São espécies deficientes em elétrons, ou seja, carregadas positivamente. Isso 
acontece, pois após a heterólise, o átomo de carbono onde havia a ligação que foi 
quebrada fica sem nenhum dos elétrons. 
 
 
Essas espécies têm tempo de vida curta, sendo bastante reativos, e tendem a 
reagir com espécies, moléculas ou íons que tem elétrons disponíveis para doar. 
 
 
 
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Dependendo do número de substituintes ligados ao átomo de carbono cuja 
ligação será clivada, os carbocátions podem ser classificados em: 
• Carbocátion primário: um substituinte ligado ao carbono carregado 
positivamente; 
• Carbocátion secundário: dois grupos substituintes ligados ao carbono 
carregado positivamente; 
• Carbocátion terciário: três grupos substituintes ligados ao carbono carregado 
positivamente. 
A estabilidade do carbocátion aumenta conforme aumenta o número de 
substituintes ligados ao carbono carregado positivamente. 
 
 
 
Isso ocorre em função da capacidade de doar elétrons dos grupos alquilas, 
diminuindo a carga positiva do carbono, que fica mais bem distribuída ao redor do 
conjunto de átomos. 
 
Carbânions 
 
São espécies com excesso de elétrons, ou seja, carregadas negativamente. 
Isso acontece, pois após a heterólise, o átomo de carbono onde havia a ligação que 
foi quebrada fica com o par de elétrons da ligação. 
Essas espécies têm tempo de vida curta, sendo bastante reativos, e tendem a 
reagir com espécies, moléculas ou íons deficientes em elétrons. 
 
 
 
 Os carbânions tendem a ser desestabilizados pelos grupos alquila, que são 
grupos são doadores de elétrons e provocam o aumento da carga negativa do 
átomo. Assim como os carbocations, também são classificados em primário, 
 
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secundário e terciário, e temos a seguinte sequência para a estabilidade relativa dos 
carbanions. 
 
Radicais Livres 
 
São espécies formadas quando após a homólise, cada átomo envolvido na 
ligação fica com um elétron. São espécies altamanete reativas e instáveis, e 
precisam formar ligação para atingir sua estabilidade. 
 
 
 
 A ordem de estabilidade é similar a dos carbocátions, porem os valores de 
energia entre os radicais livres são menores quando comparadas as diferenças 
energéticas entre os radicais os carbocátions. 
 
 
 
 
 
 
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Exercícios 
 
1. (Autor) Qual a diferença entre uma clivagem heterólítica e uma clivagem 
homolítica? 
2. (Autor) Diferencie carbocátions, carbânions e radicais livres. 
 
Gabarito 
 
1. Uma clivagem heterolítica ocorre quando os dois elétrons da ligação 
covalente ficam em um dos átomos, enquanto em uma clivagem homolítica o 
rompimento da ligação faz com que cada átomo fique com um elétron. 
 
2. O carbocátion surge através de uma clivagem heterolítica e são carregados 
positivitivamente, pois não fica com nenhum elétron; por outro lado, o 
carbânion também surge através de uma heterólise porém, nesse caso, ele 
fica com o par de elétrons e, consequentemente, é carregado negativamente. 
Por fim, os radicais surgem através de uma homólise e ficam em pose de um 
elétron. 
Resumo 
 
Tipos de Clivagem de Ligações 
• Clivagem Heterolítica ou Heterólise: ocorre quando uma ligação covalente se 
rompe e os dois elétrons de ligação ficam em apenas um dos átomos; 
• Clivagem Homolítica ou Homólise: ocorre quando uma ligação covalente se 
rompe e cada átomo fica com um elétron.Carbocátions 
• Surgem através de uma heterólise, porém não ficam com o par de elétrons; 
• São classificados em primário, secundário e terciários; 
• A ordem de estabilidade é: terciário>secundário>primário>metílico. 
Carbânions 
• Surgem através de uma heterólise, porém ficam com o par de elétrons; 
• São classificados em primário, secundário e terciários; 
• A ordem de estabilidade é: metílico>primário>secundário>terciário. 
 
Radicais Livres 
• Surgem através de uma homólise; 
• São classificados em primário, secundário e terciários; 
• A ordem de estabilidade é: terciário>secundário>primário>metílico. 
 
 
 
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Referências 
 
BRUICE, P. QUÍMICA ORGÂNICA, V.1, 4º EDIÇÃO, SÃO PAULO, 2001. 
SOLOMONS, G; FRYHLE, G. QUÍMICA ORGÂNICA, V.2, 7º EDIÇÃO, RIO DE JANEIRO, 2002.