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CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// PROFESSOR(A): ROBERTO RICELLY ASSUNTO: INTRODUÇÃO À QUÍMICA ORGÂNICA (PARTE II) FRENTE: QUÍMICA I OSG.: 117374/17 AULA 02 EAD – MEDICINA Resumo Teórico Introdução à Química Orgânica (Parte II) Classificação das cadeias carbônicas 1. Cadeia aberta, acíclica ou alifática: • Quanto à natureza, ou seja, quanto à presença de heteroátomo (átomo diferente de carbono entre dois carbonos). Homogênea: possui uma sequência formada apenas por átomos de carbono. H3C C O C C NH2 H2 H2 Heterogênea: possui pelo menos um heteroátomo (O, N, S e P) entre os átomos de carbono. H3C O C CH3 H2 • Quanto à disposição dos átomos de carbono. Normal, reta ou linear: apresenta somente duas extremidades e possui apenas carbonos primários e secundários. H3C C C CH3 H2 H2 Ramificada: apresenta no mínimo três extremidades e possui carbonos terciários e/ou quaternários. H3C C C CH3 CH3 H2H • Quanto à saturação. Saturada: os átomos de carbono unem-se por meio de ligações simples. N C C CH3 C H O H Insaturada: existe pelo menos 1 insaturação (ligação dupla ou tripla) entre os átomos de carbono. H3C C CH2 H 2. Cadeia alicíclica ou não aromática (fechada, mas não apresenta núcleo aromático) : • Quanto à natureza, ou seja, quanto à presença de heteroátomo (átomo diferente de carbono entre dois carbonos). Homocíclica: possui uma sequência formada apenas por átomos de carbono. CH2 C H2 H2 C H2C CH2 Heterocíclica: possui pelo menos um heteroátomo (O, N, S e P) entre os átomos de carbono do ciclo. S CH2 CH2H2C • Quanto à saturação. Saturada: os átomos de carbono unem-se por meio de ligações simples. H2C H2 C C O 2F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// MÓDULO DE ESTUDO OSG.: 117374/17 Insaturada: existe pelo menos 1 insaturação (ligação dupla) entre os átomos de carbono do ciclo. HC H CH2 C • Quanto à disposição dos átomos de carbono. Normal: H2C CH2 CH2H2C Ramificada: H2C CH3H CH2 C 3. Aromática (possui pelo menos um núcleo aromático): • Quanto ao número de núcleos aromáticos. Mononucleares: possuem apenas um núcleo aromático. Exemplo: Polinucleares: possuem mais de um núcleo aromático. Exemplo: • Quanto à disposição dos núcleos aromáticos. Isolados e polinucleares: os núcleos aromáticos não possuem átomos de carbono comuns. Exemplo: C O Condensados e polinucleares: os núcleos aromáticos possuem átomos de carbono comuns. Exemplo: Exercícios 01. (Uece – Modificada) Nos compostos orgânicos, os átomos de carbono se ligam entre si ou com outros átomos e formam as cadeias carbônicas, que podem ser: abertas, fechadas ou mistas; normais ou ramificadas; saturadas ou insaturadas; homogêneas ou heterogêneas. O composto 3,7-dimetil-2,6-octadienal, conhecido como citral, usado na indústria alimentícia e para fortalecer o óleo de limão, possui a seguinte fórmula estrutural: CH3 O H3C CH3 A classificação correta da sua cadeia carbônica é A) aberta, insaturada, heterogênea e ramificada. B) mista, saturada, heterogênea e normal. C) aberta, insaturada, homogênea e ramificada. D) aberta, saturada, homogênea e ramificada. 02. (UEA-AM) Considere o β-caroteno, um pigmento natural presente em diversos vegetais, que é transformado em vitamina A no nosso organismo. β-caroteno A cadeia carbônica do β-caroteno é classificada como A) heterogênea, ramificada e saturada. B) heterogênea, normal e insaturada. C) homogênea, normal e saturada. D) homogênea, ramificada e saturada. E) homogênea, ramificada e insaturada. 03. (UFRR) A sacarose é extensivamente utilizada em alimentos e bebidas como adoçante, e como nutriente em processos fermentativos. Ela é produzida a partir da beterraba ou da cana- de-açúcar, sendo esta última sua fonte natural mais importante. O açúcar invertido (xarope de glicose e frutose) é amplamente utilizado na indústria de confeitos, na panificação e produtos afins, na formulação de cremes para recheio e de geleias. H2O sacarose glicose frutose H H OOH OH OH OH O OH OH OH OH O H HO HOH2C HOH2C CH2OH H INVERTASE O OH H H HO HO CH2OH HO OH OH + + INVERTASE Reação de hidrólise da sacarose pela invertase. http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/imagens/hidrolise_sacarose.GIF. 3 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// OSG.: 117374/17 MÓDULO DE ESTUDO Com relação à cadeia carbônica da glicose e da frutose, podemos classificá-las como sendo ambas a) aberta, heterogênea, simples e insaturada. b) fechada, heterogênea, ramificada e saturada. c) fechada, homogênea, ramificada e saturada. d) fechada, heterogênea, ramificada e insaturada. e) aberta, homogênea, ramificada e saturada. 04. (Asces-PE) A teobromina é um alcaloide presente no cacau e, consequentemente, no chocolate, sobretudo no chocolate amargo e meio amargo. Um anúncio relaciona as seguintes propriedades e benefícios desse alcaloide: “Quem come pequenas porções de chocolate amargo ou meio amargo pode se beneficiar da teobromina nos seguintes comprometimentos: • hipertensão, ou seja, a teobromina abaixa a pressão arterial, por relaxar as artérias; • edemas (acúmulo de líquido no organismo); • dores no peito (angina pectoris); • problemas circulatórios; • preventivo da pré-eclâmpsia em gestantes”. A teobromina apresenta fórmula estrutural H N N N N O O CH3 CH3 Essa molécula: I. contém em sua estrutura quatro ligações π; II. possui cadeia carbônica saturada; III. apresenta todos os carbonos dos anéis com hibridização sp2; IV. não possui carbono terciário. Estão corretas apenas A) I, III e IV B) I, II e III C) II, III e IV D) I e II E) III e IV 05. (Uncisal) A Artemisinina, cuja estrutura é apresentada a seguir, é um sesquiterpeno com uso no tratamento da malária. Seu uso como medicamento é importante em face da resistência do plasmódio quinina e derivados. O O O O O H H H Qual é a opção correta para o número de átomos de hidrogênio presentes na molécula da Artemisinina? A) 15 B) 22 C) 24 D) 28 E) 20 06. (Mackenzie-SP – Adaptada) Os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) constituem uma família de compostos caracterizada por possuírem 2 ou mais anéis aromáticos condensados. Essas substâncias, bem como os seus derivados nitrogenadas e oxigenados, têm ampla distribuição e são encontradas como constituintes de misturas complexas em todos os compartimentos ambientais. O pentaceno é um tipo de hidrocarboneto aromático policíclico. A molécula de pentaceno pode ser usada em novos semicondutores orgânicos. A seguir temos a representação da sua fórmula estrutural. A respeito do pentaceno, são feitas as afirmações I, II, III e IV. I. É uma molécula que apresenta cadeia carbônica aromática polinuclear; II. A sua fórmula molecular é C22H14; III. O pentaceno poderá ser utilizado na indústria eletrônica; IV. Os átomos de carbono na estrutura anterior possuem hibridização sp3. Estão corretas A) I, II, III e IV. B) II, III e IV, apenas. C) I, II e III, apenas. D) I, III e IV, apenas. E) I, II e IV, apenas. 07. (UFC-CE – Modificada) Furosemida é um diurético que se encontra na lista de substâncias proibidas pela Agência Mundial Antidoping. Acerca de sua estrutura, representada a seguir, é correto afirmar que há um COOH Cℓ S OO H2N N H O A) total de doze átomos pertencentes à cadeia carbônica. B) anel aromático com três substituintes. C) total de quatro heteroátomos na cadeia carbônica. D) total de dezesseis pares de elétrons não ligantes. E) anel heterocíclico do tipo tetra-hidrofurano. 08. (PUC-RS) Considere as informações a seguir e preencha os parênteses com (V) para verdadeiro e (F) para falso. O estireno, representado pela fórmula estrutural a seguir, é obtido a partir do petróleo, sendo usado principalmente pelas indústrias de plásticos e de borrachas. 4F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// MÓDULO DE ESTUDO OSG.:117374/17 Em relação a esse composto, afirma-se que ( ) sua fórmula mínima é idêntica à do benzeno. ( ) apresenta cadeia heterogênea e mista. ( ) possui o anel benzênico em sua estrutura. ( ) apresenta em sua estrutura somente um átomo de carbono quaternário. ( ) apresenta em sua estrutura somente um átomo de carbono com geometria tetraédrica. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é A) V – F – V – F – F B) F – V – V – V – V C) V – V – V – V – F D) F – F – F – F – V E) F – F – F – V – V 09. (Uece) O etileno, ou eteno, é o hidrocarboneto alceno mais simples da família das olefinas, constituído por dois átomos de carbono e quatro átomos de hidrogênio, C2H4. É usado como anestésico moderado em intervenções cirúrgicas e é produzido naturalmente em plantas, sendo responsável pelo amadurecimento de frutos. É usado para amadurecer de maneira forçada frutas verdes. Com relação à formação desse composto, assinale a afirmação verdadeira. A) Para cada átomo de carbono existem 3 orbitais híbridos 2sp2 que estão em planos diferentes. B) Para cada átomo de carbono existe um orbital não hibridizado 2p que forma a ligação π (pi) na ligação C = C. C) A ligação σ (sigma) C – C é formada pelos orbitais híbridos 2sp2-2p. D) As ligações σ (sigma) C – H são formadas pelos orbitais híbridos 2sp2-2s. 10. (UFPR) O átomo de carbono sofre três tipos de hibridação: sp3, sp2 e sp. Essa capacidade de combinação dos orbitais atômicos permite que o carbono realize ligações químicas com outros átomos, gerando um grande número de compostos orgânicos. A seguir são ilustradas estruturas de dois compostos orgânicos que atuam como hormônios. OH CH3 CH3 CH3 CH3 O Testoterona Progesterona O O Acerca da hibridação dos átomos de carbono nos dois hormônios, considere as seguintes afirmativas: I. A testosterona possui dois átomos de carbono com orbitais híbridos sp2; II. A progesterona possui quatro átomos de carbono com orbitais híbridos sp2; III. Ambos os compostos apresentam o mesmo número de átomos de carbono com orbitais híbridos sp3; IV. O número total de átomos de carbono com orbitais híbridos sp3 na testosterona é 16. Assinale a alternativa correta. A) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. B) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. C) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. D) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. E) As afirmativas I, II, III e IV são verdadeiras. 11. (Ufac) A borracha natural, produzida principalmente a partir do látex de uma árvore originária da Amazônia brasileira, Hevea brasiliensis (seringueira), é um polímero natural da molécula do isopreno, cuja estrutura pode ser representada por ou A respeito dessa molécula, é correto afirmar que A) possui quatro ligações do tipo sigma. B) possui fórmula molecular C5H6. C) não possui carbonos com hibridização do tipo sp. D) não possui átomos de hidrogênio. E) possui quatro carbonos hibridizados da forma sp3. 12. (UFRN) Produtos agrícolas são muito importantes em uma dieta alimentar. O tomate, por exemplo, é fonte de vitaminas e contém licopeno – de ação antioxidante –, cuja estrutura é CH3 H3C CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 a b A) Apresente quatro classificações da cadeia carbônica do licopeno. B) Qual o tipo de hibridização dos carbonos (a e b) indicados na figura? Justifique sua resposta, baseando-se no número e no tipo de ligações formadas nesses carbonos. 13. (UFF-RJ) As substâncias a seguir indicadas provocam aumento da massa muscular e diminuição da gordura dos atletas. O uso indiscriminado dessas substâncias, porém, pode provocar efeitos colaterais sérios. Observe as estruturas. OHCH3 OHCH3 CH3 CH3 O a b (1) Nandiolone (2) Dianabol O c d Quais os tipos de hibridação dos carbonos assinalados (a;b e c;d)? 14. (UFSCar-SP) A cafeína – um estimulante do sistema nervoso central, cuja estrutura é representada na figura – é um alcaloide encontrado nos grãos de café, em folhas de alguns tipos de chá e em refrigerantes à base de cola. N N N N Cafeína O O 5 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// OSG.: 117374/17 MÓDULO DE ESTUDO A tabela apresenta o conteúdo de cafeína em 200 mL de algumas bebidas: Bebida Cafeína (mg/200 mL) café (comum) 135 café (solúvel) 97 café (descafeinado) 5 chá 80 refrigerante à base de cola 50 Determine o número de átomos de carbonos secundários presentes em uma molécula de cafeína. Para isso, transcreva a estrutura da cafeína e identifique, marcando com uma seta, todos os átomos de carbonos secundários. 15. (Fuvest-SP – Modificada) Em 1861, o pesquisador Kekulé e o professor secundário Laschmidt apresentaram, em seus escritos, as seguintes fórmulas estruturais para o ácido acético de fórmula molecular C2H4O2: Fórmula de Kekulé Fórmula de Laschmidt Mais tarde, Lewis introduziu uma maneira, ainda utilizada, de representar estruturas moleculares. Nas fórmulas de Lewis, o total de elétrons de valência dos átomos contribui para as ligações químicas, bem como para que cada átomo passe a ter configuração de gás nobre. A) Escreva a fórmula de Lewis do ácido acético e a fórmula estrutural para o C2H4O2. B) Qual a geometria molecular do carbono sp2 dessa estrutura? Anotações SU PE RV IS O R/ D IR ET O R: M ar ce lo P en a – A U TO R: R ob er to R ic el ly D IG .: Re na n O liv ei ra – R EV .: A lla na G ad el ha F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// RESOLUÇÃORESOLUÇÃO OSG.: 117375/17 QUÍMICA I INTRODUÇÃO À QUÍMICA ORGÂNICA (PARTE II) AULA 02 EXERCÍCIOS 01. C O H CH C 2 6 3 7 CH3 CH3 CH3CH2 CH2 CH C Cadeia aberta, insaturada (carbonos 2 e 6), homogênea e ramificada (carbonos 3 e 7). Resposta: C 02. β-caroteno Ramificação da cadeia Insaturação da cadeia Na cadeia não existem heteroátomos, logo, a cadeia é homogênea. Resposta: E 03. glicose frutose OH OH OH OH O HOH2C H H HO HO CH2OH HO OH OH + Fechada, heterogênea, ramificada e saturada. Resposta: B 04. I. Verdadeiro. Contém em sua estrutura quatro ligações π. H N N N N O CH3 CH3 O II. Falso. Possui cadeia carbônica insaturada, como mostrado na imagem anterior. III. Verdadeiro. Apresenta todos os carbonos dos anéis com hibridização sp2, como mostrado na imagem anterior. IV. Verdadeiro. Possui apenas carbonos primários e secundários. Resposta: A 05. O composto analisado possui 15 carbonos, logo, poderia ter no máximo 32 hidrogênios. Descartando 10 hidrogênios, devido à presença de 4 ciclos e uma ligação pi, teremos 22 hidrogênios. A fórmula molecular será C15H22O5. Resposta: B 2 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// OSG.: 117375/17 RESOLUÇÃO – QUÍMICA I 06. A respeito do pentaceno, podemos afirmar que: I. é uma molécula que apresenta cadeia carbônica aromática polinuclear, pois tem cinco núcleos condensados; II. a sua fórmula molecular é C22H14, pois tem 22 carbonos e 14 hidrogênios; III. o pentaceno poderá ser utilizado na indústria eletrônica, pois apresenta ressonância (núcleo aromático). Resposta: C 07. A) Verdadeiro. Total de doze átomos pertencentes à cadeia carbônica. COOH Cℓ S OO H2N N H O carbonos B) Falso. Anel aromático com 4 substituintes. C) Falso. Total de 2 heteroátomos na cadeia carbônica. D) Falso. Total de 15 pares de elétrons não ligantes. E) Falso. Anel heterocíclico do tipo furano. Resposta: A 08. Verdadeiro. Sua fórmula mínima é idêntica à do benzeno: CH. Falso. Apresenta cadeia homogênea e mista. Verdadeiro. Possui o anel benzênico em sua estrutura. Falso. Não apresenta átomo de carbono quaternário. Falso. Não apresenta átomo de carbono com geometria tetraédrica. Resposta: A 09. A molécula de etileno ou eteno: C H H C H H Ligação σ1s – 2sp Ligação ∏2p – 2p 2 σ2sp – 2sp22 Os átomos de carbono apresentam geometria trigonal plana. Resposta: B 10. OH CH3 CH3 CH3CH3 O sp2 sp2 sp2 = 3 carbonos sp3 = 16 carbonos sp2 = 4 carbonos sp3 = 17 carbonos sp3 sp3 sp3 sp3 sp 3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp 3 sp3 sp3sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp3 sp2sp 2 sp2 sp2 sp2 Testoterona Progesterona O O Resposta: B 3 F B O N L I N E . C O M . B R ////////////////// OSG.: 117375/17 RESOLUÇÃO – QUÍMICA I 11. A) Falso. Possui 12 ligações do tipo sigma. C H2C C CH2 H H3C B) Falso. Possui fórmula molecular C5H8. C) Verdadeiro. Possui apenas carbono sp2 e sp3. D) Falso. Possui átomos de hidrogênio. E) Falso. Possui um carbono hibridizado da forma sp3. Resposta: C 12. A) Cadeia aberta, alifática ou acíclica; ramificada; insaturada e homogênea. B) Ca possui hibridização sp 3 porque apresenta 4 ligações sigma (ou 4 ligações simples). Cb possui hibridação sp 2 porque apresenta 3 ligações sigma (ou 3 ligações simples) e 1 ligação pi (ou 1 ligação dupla). 13. sp3 e sp2 14. Somente 1 carbono. Alguns vestibulares adotam a convenção oficial da IUPAC, que só classifica os carbonos que apresentem hibridização sp3. Desse modo, não há nenhum. N N N N Cafeína O O 15. A) A fórmula de Lewis (ou eletrônica) e a fórmula estrutural provável para a fórmula C2H4O2 são, respectivamente: H C H H C O O H H C H H C O O H B) Trigonal plana. SUPERVISOR/DIRETOR: Marcelo Pena – AUTOR: Roberto Ricelly DIG.: Renan Oliveira – REV.: Allana Gadelha
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