Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Química Ensino Médio, 3ª Série Funções orgânicas Hidrocarbonetos São compostos cujas moléculas contêm apenas átomos de hidrogênio (H) e de carbono (C). Existem várias subfamílias, podendo destacar as seguintes: Alcanos Alcenos Alcinos Alcadienos Ciclanos Ciclenos Hidrocarbonetos aromáticos Nesta aula, trataremos dos ciclanos, ciclenos e hidrocarbonetos aromáticos. * É hidrocarboneto. É hidrocarboneto. Não é hidrocarboneto. HIDROCARBONETOS Os hidrocarbonetos são substâncias orgânicas que contêm apenas átomos de carbono e hidrogênio em suas cadeias. * O número de átomos de carbono é definido pelos prefixos e o tipo de ligação pelos infixos. Para dar nomes aos hidrocarbonetos, é necessário utilizar a nomenclatura definida pela IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Prefixo Número de carbonos Met 1 Et 2 Prop 3 But 4 Pent 5 Hex 6 Hept 7 Oct 8 Non 9 Dec 10 Infixo Tipo de ligação AN Simples EN Duplas DIEN Duas duplas TRIEN Três duplas IN Tripla DIIN Duas triplas * ALCANOS Alcanos são hidrocarbonetos que possuem apenas ligações simples entre carbonos. Considerando seus números de carbonos: até quatro carbonos: alcanos gasosos; cinco a dezesseis carbonos: alcanos líquidos; acima de dezessete carbonos: alcanos sólidos. São compostos pouco reativos e apolares, também chamados de parafinas. * A fórmula geral dos alcanos é CnH2n+2. Para nomear os alcanos, basta observar o número de carbonos, acrescentar o prefixo AN e o sufixo O (característico para hidrocarbonetos). PREFIXO + AN + O CH3 – CH2 - OH ALCANOS Et 2 carbonos an Lig. simples o hidrocarboneto * Exemplos: Met + an + o = metano Et + an + o = etano Prop + an + o = propano But + an + o = butano Pent + an + o = pentano ALCANOS * ALCANOS Para alcanos ramificados, devemos observar a presença de radicais ligados à cadeia principal. Os radicais recebem nomes específicos e são chamados de grupos alquila (-R). * ALCANOS Principais radicais Grupo Nome CH3 – Metila CH3 – CH2 – Etila CH3 – CH2 – CH2 – Propila CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – Butila CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – Pentila * Exemplo: Como nomear a cadeia acima? Identificar a cadeia principal e os radicais; numerar os carbonos para dar ao radical metila o menor número possível; identificar a posição do radical (usar di e tri quando necessário) e o nome completo da cadeia. 2–metil-pentano ALCANOS * Para cadeias ramificadas: 1º Encontrar a cadeia principal: 2º Numerar os carbonos: 3º Dar o nome em ordem alfabética: 1 2 3 4 5 2,3,3 – Trimetilpentano CH3 CH C CH2 CH3 H3 C CH3 CH3 * 1º Encontrar a cadeia principal: 2º Numerar os carbonos: 3º Dar o nome em ordem alfabética: 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 3 – etil – 2,3,5 – trimetil– hexano Para cadeias ramificadas: CH3 CH C CH2 CH3 H CH3 CH3 C CH3 CH3 CH2 * Agora nomeie as seguintes cadeias: ALCANOS * PRINCIPAIS ALCANOS Metano O metano é o menor dos alcanos. É gasoso e conhecido como gás dos pântanos ou gás natural. É incolor e altamente inflamável. Sua fórmula é CH4. Imagem: Villasephiroth / Domínio Público. * Propano e butano São alcanos que estão presentes no GLP (gás liquefeito de petróleo), o gás de cozinha. O gás de cozinha é uma mistura desses gases, estando o propano em maior quantidade. Imagem: Chemicalinterest / Domínio público. * ALCENOS Alcenos são hidrocarbonetos que possuem ligações duplas entre carbonos. Estes hidrocarbonetos que contêm um número menor do que o número máximo de átomos de hidrogênio são chamados de hidrocarbonetos insaturados, sendo a ligação dupla chamada de insaturação. * Os alcenos são raros de encontrar na natureza, sendo mais reativos que os alcanos por causa da presença de ligações duplas. ALCENOS * PREFIXO + número ligação + EN + O Exemplo: But-1-eno But-2-eno ALCENOS Para nomear os alcenos, é necessário numerar os átomos para indicar onde está a insaturação. O número deve ser colocado antes do infixo. * Para nomear os alcenos ramificados, é preciso considerar como cadeia principal aquela que contém a maior sequência que inclui a insaturação. A numeração deve iniciar pela extremidade mais próxima da dupla ligação. Exemplo: 6-metil-oct-3-eno ALCENOS * Agora nomeie as seguintes cadeias: ALCENOS * Eteno Também conhecido como etileno, tem fórmula C2H4 e é o gás utilizado para amadurecer frutas, que são colhidas verdes e recebem o gás para amadurecer antes de chegarem ao consumidor. PRINCIPAIS ALCENOS Imagem: David Monniaux / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported * Polietileno e Polipropileno Alguns alcenos como o etileno e o propileno sofrem uma reação chamada de polimerização. A união de várias unidades desses alcenos forma os polímeros polietileno (PE) e polipropileno (PP), muito utilizados no cotidiano em sacolas plásticas e embalagens. PRINCIPAIS ALCENOS Imagem: Cjp24 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. * Imagem: Ken T1381 / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. Alcadienos Esses hidrocarbonetos insaturados apresentam duas duplas entre os carbonos semelhantes aos alcenos. Os alcadienos são constituintes de borrachas sintéticas. * Nomenclatura dos alcadienos O nº de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono menos 2 unidades, CnH2n – 2 Nome Fórmula molecular Nº de carbonos Nº de hidrogênios Propadieno C3H4 3 4 Buta-1,2-dieno C4H6 4 6 Penta-1,3-dieno C5H8 5 8 Exemplos: 1 2 3 H2C = C = CH2 → (propa-1,2-dieno) 1 2 3 4 H2C=C=CH–CH3 → ( buta – 1,2 – dieno) 1 2 3 4 5 6 H2C=CH-CH2-CH=CH-CH3 ( hexa- 1,4 – dieno) Propadieno Se apresentar duplas ligações alternadas, ficará denominado como conjugado. 1,3-butadieno Se as duplas ligações estiverem mais separadas, teremos um alcadieno isolado. 1,4-pentadieno Alcadienos ramificados As duplas ligações deverão receber os menores números. Exemplo: H2C=CH-CH2=C-CH3 →(4-metil-1,3pentadieno) CH3 1 2 3 4 5 6 7 H3C-CH = C = CH-CH–CH–CH3 | | CH3 CH3 (5,6 – dimetil – hepta-2,3- dieno) 8 7 6 5 4 3 2 1 H3C-CH-CH-CH=CH-C=CH-CH3 | | | CH3 CH2CH3 CH3 →( 6 – etil- 3,7-dimetil- octa- 2,4 – dieno ) Os alcinos ou grupo dos acetilenos São hidrocarbonetos que possuem tripla ligação entre os carbonos. Sua fórmula geral é: CnH2n-2 H−C≡C−H Acetileno: constitui a chama obtida nos maçaricos, que pode alcançar a temperatura de 2800° C. Nomenclatura dos alcinos Prefixo -> nº de carbonos (met, but, prop...) Infixo -> ligações entre os carbonos (ino) Sufixo -> término da cadeia (o) Regra da IUPAC 1 carbonos – MET 6 carbonos - HEX 2 carbonos – ET 7 carbonos - HEPT 3 carbonos– PROP 8 carbonos - OCT 4 carbonos – BUT 9 carbonos - NON 5 carbonos – PENT 10 carbonos - DEC O nº de átomos de hidrogênio é sempre igual ao dobro do número de átomos de carbono menos 2 unidades. CnH2n - 2 ETANO: C2H6 -H2 ETENO: C2H4 -H2 ETINO: C2H2 EXEMPLOS: HC≡CH → ( etino) HC≡C─CH3 → (propino) H3C─C≡C─CH3 → (but-2-ino) A Tripla ligação receberá o menor número sendo mais importante sua ramificação. 5 4 3 2 1 H3C–CH – CH2– C – CH| CH3 ( 4 – metil – pent-1-ino) 1 2 3 4 5 6 7 H3C – C C – CH2 – CH – CH – CH3 | | CH2 CH3 | CH3 (5-etil-6metil – hept-2-ino) HC≡C-CH2-CH3 butino Alcino verdadeiro H3C-C≡C-CH2-CH3 2- pentino Alcino falso Acetileno, conhecido pela nomenclatura IUPAC por etino(C2H2) H-C≡C-H 4 3 2 1 H3C─CH2─C≡CH 1-butino (but-1-ino), C4H6 6 5 4 3 2 1 H3C─CH2─CH2—C≡C─CH3 3-hexino (hex-3-ino) C6H10 Ciclanos Fórmula geral: CnH2n: Também chamados de cicloalcanos, cicloparafinas e hidrocarbonetos naftênicos (por serem encontrados em parafinas e empetróleo à base de naftênica); apresentam apenas ligações simples em cadeias fechadas (anéis); assim sendo, o carbono está com hibridização sp3, ou seja, deverá formar quatro ligações simples (geometria tetraédrica). C H H H H 109,5º CH - tetraédrica 4 O ciclopropano (acima, à esquerda) e o ciclobutano (acima, à direita) são tensos porque os ângulos no anel são menores do que os 109,5° necessários para a geometria tetraédrica; por causa do tensionamento no anel, o ciclopropano é muito reativo. 60º 88º H H H H H H Nomenclatura: são nomeados com o prefixo ciclo- seguido do nome do alcano com o mesmo número de carbonos; assim como no caso dos alcenos, existe isomeria cis/trans. Quando os substituintes estiverem na mesma face da molécula, serão cis, quando estiverem em lados opostos, serão trans; 1 2 3 4 5 C H 2 5 CH 3 3-etil-1-metilciclopentano Nomenclatura (cont.): a única diferença é o fato de ter que citar inicialmente a ramificação; se houver mais de uma ramificação, enumera-se a cadeia lembrando que é preciso partir da ramificação baseando-se na ordem alfabética e de modo que as ramificações sejam citadas com os menores números possíveis. Correto Errado Errado 1-etil-3-metil-ciclipentano O erro está no fato da numeração não ter começado em ordem alfabética: etil vem antes de metil Está errado porque numerou-se com números maiores, 1 e 4, quando deveriam ser menores: 1e 3. 1 2 3 4 5 5 4 3 2 1 3 2 1 5 4 CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 Ciclenos São hidrocarbonetos de cadeia fechada, não-saturados (ao menos uma ligação dupla). Fórmula geral: CnH2n-2 HC CH CH CH CH 2 CH 2 CH 2 H C 2 H C 2 (C4H6) (C5H8) Nomenclatura: é semelhante a dos alcenos, antepondo ao nome o prefixo ciclo- e usando-se o prefixo correspondente ao número de átomos de carbono, seguido do sufixo eno. ciclobuteno metilciclobuteno 1,4-dimetilbuteno CH C H C 2 CH CH 3 H C 3 3 2 4 1 CH C 3 2 4 1 CH CH H C 2 H C 2 CH 3 H C 2 H C 2 Hidrocarbonetos aromáticos: não há uma fórmula geral para os aromáticos (ou arenos), assim chamados em virtude do forte cheiro apresentado pelos primeiros a serem descobertos; as estruturas aromáticas estão formalmente relacionadas ao anel benzênico. Os elétrons deslocalizados normalmente são representados como um círculo no centro do anel; CH 2’ CH 3’ CH 3’ A sua nomenclatura será vista adiante São hidrocarbonetos aromáticos ou ou Nomenclatura: benzeno é o nome-base e o substituinte é indicado por um prefixo; CH 3 CH 2 CH 2 propilbenzeno etilbenzeno Nomenclatura: em alguns casos, o substituinte e o anel benzênico podem ser nomeados em conjunto formando novo nome-base; metilbenzeno ou tolueno 1,2-dimetilbenzeno ou o-xileno CH 3 CH 3 CH 3 Nomenclatura (cont.): quando dois substituintes estão presentes, suas posições relativas podem ser indicadas pelo uso de orto (o), meta (m) e para (p); 1,2-dimetilbenzeno ortodimetilbenzeno o-xileno 1,4-dimetilbenzeno metadimetilbenzeno m-xileno 1,4-dimetilbenzeno parametilbenzeno p-xileno CH 3 CH 3 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 CH 3 2 3 4 5 6 1 CH 3 CH 3 CH 3 1,2-dimetilbenzeno ou orto-Xileno 1,3-dimetilbenzeno ou meta-Xileno 1,4-dimetilbenzeno ou para-Xileno orto orto meta meta para X CH3 - CH3 CH3 - CH3 CH3 CH3 Nomenclatura (cont.): quando mais de dois grupos estiverem presentes no anel benzênico, suas posições devem ser indicadas por números; 1,2,4-trietilbenzeno CH 2 CH 3 CH 2 CH 3 1 2 3 4 5 6 CH 2 CH 3 Nomenclatura (cont.): Os hidrocarbonetos aromáticos de núcleos condensados têm nomes particulares . Derivados do naftaleno: os átomos de carbono têm numeração fixa no caso dos naftalenos; todos os átomos de carbono que possuem número 1, 4, 5 e 8 são equivalentes e denominados carbono α (alfa); os átomos de carbono que possuem números 2, 3, 6 e 7 são equivalentes e denominados carbono β(beta). antraceno fenantreno α β β β β β – metil-naftaleno α α α α – metil-naftaleno CH 3 CH 3 FUNÇÕES ORGÂNICAS OXIGENADAS As funções oxigenadas são: 1) Álcool; 2) Fenol; 3) Aldeído; 4) Cetona; 5) Ácido Carboxílico; 6) Éster; 7) Éter. 1. Função Álcool Álcoois são compostos que apresentam grupo hidroxila (-OH) ligado a carbono saturado. Grupo Funcional: C H 3 C H 2 C H 3 C H 3 C O C H 3 C H 4 C H 3 C H 3 C H 3 C H 2 C H 3 C H 3 C H 2 C H 2 C H 3 C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3 C H 3 C H C H 3 C H 3 C H 3 C H C H 2 C H 3 C H 2 C H 3 C H 3 C C H 2 C H 3 C H 3 C H 3 C H 3 C H C H C H 3 C H 3 C H 3 C H 2 C H 2 C H 3 C H C H C H 3 C C H H H H C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 3 C H C H C H 3 C H 3 C H 2 C H C H C H 2 C H C H 2 C H 3 C H 3 C H 3 C H 2 C C H 3 C H 2 C H 3 C H C H 3 C H 2 C H C H 2 C H 3 C C H 3 C H C H 3 C C H H H H
Compartilhar