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Química orgânica MOLÉCULAS ORGÂNICAS: FÓRMULAS ESTRUTURAIS DE TRAÇOS E CONDENSADAS 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 2 Objetivos ....................................................................................................................................... 2 1. Estrutura das moléculas orgânicas .......................................................................................... 2 1.1. Fórmula estrutural de traços ...................................................................................... 3 1.2. Fórmula estrutural condensada ................................................................................. 3 Exercícios ...................................................................................................................................... 4 Gabarito ........................................................................................................................................ 6 Resumo ......................................................................................................................................... 6 2 Introdução Na apostila sobre estrutura de um composto por Lewis, vimos como a estrutura de Lewis e a determinação da carga formal dos átomos pertencentes a uma molécula são de fundamental importância para a descrição da estrutura das moléculas. Nesta apostila iremos aprender sobre a fórmula estrutural plana (traços) que descreve de forma detalhada todas as ligações presentes nas moléculas. As fórmulas estruturais representam a organização dos átomos que formam as moléculas. Também aprenderemos sobre a fórmula estrutural condensada que é uma simplificação da fórmula estrutural de traços. Uma breve abordagem sobre os postulados de Kekulé será apresentada visando caracterizar os tipos de ligações realizadas pelo átomo de carbono. Objetivos • Caracterizar as formas estruturais de traços; • Diferenciar as formas estruturais de traços e condensada. 1. Estrutura das moléculas orgânicas Conhece os postulados de Kekulé? As caracterizações das ligações do átomo de carbono que é o elemento fundamental dos compostos orgânicos foram realizadas nos três postulados de Kekulé. Esses postulados descrevem as formas de ligação do carbono (figura 01), tais como: • O carbono é tetravalente, ou seja, participa de quatro ligações; • É capaz de formar cadeia com outros átomos de carbono; • Forma quatro ligações simples iguais. 01 Ligações do carbono no metano 3 1.1. Fórmula estrutural de traços A fórmula estrutural de traços mostra a arrumação ou organização dos átomos na molécula dos compostos orgânicos e cada ligação é representada por um traço. É utilizada para representar as ligações covalentes presentes nas moléculas orgânicas. O metanol é um álcool derivado do petróleo (combustível fóssil) que é constituído por um átomo de carbono, um átomo de oxigênio e três átomos de hidrogênio. Nesse composto o oxigênio está ligado a um átomo de carbono e um átomo de hidrogênio, enquanto o carbono também esta ligado ao hidrogênio. A fórmula estrutural de traços permite um detalhamento de todas as ligações existentes na molécula (figura 02). 02 Metano O etanol é um combustível renovável produzido a partir da cana de açúcar que pode substituir a gasolina. Como exemplo, temos a fórmula estrutural molécula de etanol ou álcool etílico (C2H5OH). A fórmula estrutural do etanol informa que a molécula é formada por um átomo de oxigênio ligado ao hidrogênio formando uma hidroxila, cinco átomos de hidrogênio ligados aos dois átomos de carbono e dois átomos de carbono, o átomo de oxigênio está ligado ao um átomo de carbono. Todas as ligações existentes no etanol são ligações covalentes simples (Figura 03). 03 Etanol 1.2. Fórmula estrutural condensada Sabe o que é fórmula estrutural condensada? 4 A fórmula estrutural condensada corresponde a uma simplificação da fórmula estrutural plana, que facilita a escrita da fórmula, principalmente quando o composto possui fórmula extensa ou apresenta estrutura complexa. Como exemplo, temos a fórmula estrutural condensada do etanol (C2H5OH): CH3 ─ CH2 ─ OH Molécula de etanol A fórmula estrutural condensada do metanol representado uma simplificação da estrutura de traços, especificamente na forma de representação dos átomos de hidrogênio (figura 03). 04 Molécula de metanol SAIBA MAIS! Exercícios 1. (AUTORA, 2019) O pireno é um hidrocarboneto obtido do alcatrão de hulha que apresenta a seguinte fórmula estrutural plana. PIRENO Assinale a alternativa que contem a fórmula molecular do pireno. a) C14H8. b) C15H10. A fórmula estrutural condensada é mais usada porque simplifica a escrita dos componentes orgânicos. Sendo preferida para descrever compostos com cadeias longas, como os derivados de petróleo, as vitaminas e os polímeros. 5 c) C16H10. d) C17H12. e) C18H12. 2. (AUTORA, 2019) Qual é a fórmula estrutural condensada do pentan-1- ol, C5H11OH? a) b) c) d) e) 3. (AUTORA, 2019). Determine a fórmula molecular do composto a seguir (figura 04). 6 04 a) C6H5NH2. b) C6H4NH2. c) C6H6NH. d) C5H5NH2. e) C6H4NH2. Gabarito 1. Resposta correta: alternativa c). Contando o número de carbonos e hidrogênio da molécula teremos 10 átomos de carbonos e 16 átomos de hidrogênio. 2. Resposta correta: alternativa a). Pois a estrutura corresponde ao número de elétrons da fórmula e a distribuição representa uma estrutura plana condensada. 3. A alternativa correta é a letra a). Por ser um anel benzênico (C6) com 1 substituição (H5) e um radical (NH2). Resumo O postulado de Kekulé é a base fundamental da química orgânica porque apresenta as formas de ligação do principal elemento dos compostos orgânicos, o carbono. De acordo com esse postulado, o carbono participa de quatro ligações; forma cadeia (s) com outros átomos de carbono; forma quatro ligações simples iguais. A fórmula estrutural plana é importante para descreve todas as ligações covalentes existentes na molécula orgânica de forma detalhada. É essencial essa representação quando se deseja conhecer todas as ligações existentes no composto. 7 A fórmula estrutural condensada é uma simplificação da forma estrutural. Muito utilizada para descrever os compostos, em especial com cadeias extensas ou estruturas complexas como derivados de petróleo, vitaminas e corantes. 8 Referências bibliográficas FONSECA, M. R. M. Química (ensino médio), vol.1. São Paulo: Ática, 2013. FELTRE, R. Química, vol. 1, 6. Ed. São Paulo: Moderna, 2004. Referências imagéticas Figura 01: WIKIMEDIA. Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/w/index.php?search=Methane&title=Special:Search&profile=advanced&fulltex t=1&advancedSearch- current=%7B%7D&ns0=1&ns6=1&ns12=1&ns14=1&ns100=1&ns106=1#/media/File:Methane-2D.svg>. Acesso em: 18/06/2019 às 22h03min. Figura 02: WIKIMEDIA. disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Methanol#/media/File:Einfachster_Alkohol_Methanol.svg.Acesso em: 10/05/2019 às 223h45min. Figura 03: Autora, 2019. Figura 04: WIKIMEDIA. Disponível em: https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Methanol#/media/File:Etil_alkol_yada_Etanol_Birincil_Alkol_2- Seite001.svg. Acesso em: 10/05/2019. Figura 05: WIKIMEDIA. Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/Aniline#/media/File:Aniline.svg>. Acesso em: 18/06/2019 às 23h15min.
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