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Lista de Exercícios com Resolução Assunto – Isomeria 1. (Enem) A talidomida é um sedativo leve e foi muito utilizado no tratamento de náuseas, comuns no início da gravidez. Quando foi lançada, era considerada segura para o uso de grávidas, sendo administrada como uma mistura racêmica composta pelos seus dois enantiômeros (R e S). Entretanto, não se sabia, na época, que o enantiômero S leva à malformação congênita, afetando principalmente o desenvolvimento normal dos braços e pernas do bebê. COELHO, F. A. S. “Fármacos e quiralídade”. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, São Paulo, n. 3, maio 2001 (adaptado). Essa malformação congênita ocorre porque esses enantiômeros a) reagem entre si. b) não podem ser separados. c) não estão presentes em partes iguais. d) interagem de maneira distinta com o organismo. e) são estruturas com diferentes grupos funcionais. 2. (Enem) Os feromônios são substâncias utilizadas na comunicação entre indivíduos de uma espécie. O primeiro feromônio isolado de um inseto foi o bombicol, substância produzida pela mariposa do bicho-da-seda. O uso de feromônios em ações de controle de insetos-praga está de acordo com o modelo preconizado para a agricultura do futuro. São agentes altamente específicos e seus compostos químicos podem ser empregados em determinados cultivos, conforme ilustrado no quadro. Substância Inseto Cultivo Sitophil lus spp Milho Migdol us fryanus Cana-de- açúcar Anthon omus rubi Morango Grapho lita molesta Frutas Scrobip alpuloi des absolut a Tomate FERREIRA, J. T. B.; ZARBIN, P. H. G. Amor ao primeiro odor: a comunicação química entre os insetos. Química Nova na Escola. n.7, maio 1998 (adaptado). Considerando essas estruturas químicas, o tipo de estereoisomeria apresentada pelo bombicol é também apresentada pelo feromônio utilizado no controle do inseto a) Sitophilus spp. b) Migdolus fryanus. c) Anthonomus rubi. d) Grapholita molesta. e) Scrobipalpuloides absoluta. SEDE Ricelly ___/___/___ SÉRIE PROFESSOR(A) NOME: TURMA DATA TURNO TC QUÍMICA ORGÂNICA 3. (Enem) O citral, substância de odor fortemente cítrico, é obtido a partir de algumas plantas como o capim-limão, cujo óleo essencial possui aproximadamente 80%, em massa, da substância. Uma de suas aplicações é na fabricação de produtos que atraem abelhas, especialmente do gênero Apis, pois seu cheiro é semelhante a um dos feromônios liberados por elas. Sua fórmula molecular é C10H16O, com uma cadeia alifática de oito carbonos, duas insaturações, nos carbonos 2 e 6; e dois grupos substituintes metila, nos carbonos 3 e 7. O citral possui dois isômeros geométricos, sendo o trans o que mais contribui para o forte odor. Para que se consiga atrair um maior número de abelhas para uma determinada região, a molécula que deve estar presente em alta concentração no produto a ser utilizado é: a) b) c) d) e) 4. (Uece) Isomeria é o fenômeno pelo qual duas substâncias compartilham a mesma fórmula molecular, mas apresentam estruturas diferentes, ou seja, o rearranjo dos átomos difere em cada caso. Observe as estruturas apresentadas a seguir, com a mesma fórmula molecular 4 10C H O : Assinale a opção em que as estruturas estão corretamente associadas ao tipo de isomeria. a) Isomeria de função – II e III. b) Isomeria de cadeia – III e IV. c) Isomeria de compensação – I e V. d) Isomeria de posição – II e IV. 5. (Uece) O ácido pentanoico (conhecido como ácido valérico) é um líquido oleoso, com cheiro de queijo velho, tem aplicações como sedativo e hipnótico. Se aplicado diretamente na pele, tem uma efetiva ação sobre a acne. De acordo com sua fórmula estrutural, seu isômero correto é o a) propanoato de etila. b) etóxi-propano. c) 3-metil-butanal. d) pentan-2-ona. 6. (Uece) A glicose é uma das principais fontes de energia para o ser humano, sendo também conhecida como “açúcar do sangue”. Atente à estrutura da glicose: No que diz respeito à isomeria óptica que ocorre com a estrutura da glicose, assinale a afirmação verdadeira. a) Na estrutura existem dois átomos de carbono assimétricos. b) O total de isômeros ópticos ativos gerados por essa estrutura é 16. c) Essa estrutura representa a glicose levógira. d) Na estrutura existem três átomos de carbono simétricos. 7. (Uece) O 1,4-dimetoxi-benzeno é um sólido branco com um odor floral doce intenso. É usado principalmente em perfumes e sabonetes. O número de isômeros de posição deste composto, contando com ele, é a) 2. b) 3. c) 5. d) 4. 8. (Uece) As cetonas, amplamente usadas na indústria alimentícia para a extração de óleos e gorduras de sementes de plantas, e os aldeídos, utilizados como produtos intermediários na obtenção de resinas sintéticas, solventes, corantes, perfumes e curtimento de peles, podem ser isômeros. Assinale a opção que apresenta a estrutura do isômero do hexanal. a) b) c) d) 9. (Uece) O ibuprofeno é um fármaco do grupo dos anti-inflamatórios não esteroides, que funciona como analgésico e antipirético; é utilizado frequentemente para o alívio sintomático de dor de cabeça, dor dentária, dor muscular, moléstias da menstruação, febre e dor pós-cirúrgica. Comercialmente é vendido como Advil. Com relação à estrutura do ibuprofeno, assinale a afirmação correta. a) Devido à ausência de carbono assimétrico, a molécula desse composto não apresenta isomeria óptica. b) Sua molécula apresenta dois isômeros ópticos, com propriedades físicas diferentes, exceto o desvio da luz polarizada, de mesma intensidade e direção. c) O carbono vizinho ao grupo – COOH é assimétrico. d) Os dois enantiômeros desse composto apresentam as mesmas atividades fisiológicas. 10. (Uece) Na Coluna X a seguir temos três pares de substâncias, indicados pelos números 1, 2 e 3, e na Coluna Y temos tipos de isômeros, identificados pelos algarismos romanos I, II, III, IV, V e VI. Coluna X Coluna Y I. Isômeros ópticos II. Tautômeros III. Isômeros de posição IV. Isômeros geométricos V. Isômeros de compensação VI. Isômeros de função Ao associar corretamente o par de substâncias da Coluna X com o tipo de isômero da Coluna Y, obtemos o seguinte: a) 1-IV, 2-VI e 3-II. b) 1-V, 2-VI e 3-I. c) 1-III, 2-II e 3-V. d) 1-II, 2-III e 3-VI. 11. (Fuvest) As fórmulas estruturais de alguns componentes de óleos essenciais, responsáveis pelo aroma de certas ervas e flores, são: Dentre esses compostos, são isômeros: a) anetol e linalol. b) eugenol e linalol. c) citronelal e eugenol. d) linalol e citronelal. e) eugenol e anetol. 12. (Fuvest) Uma espécie de besouro, cujo nome científico é Anthonomus grandis, destrói plantações de algodão, do qual se alimenta. Seu organismo transforma alguns componentes do algodão em uma mistura de quatro compostos, A, B, C e D, cuja função é atrair outros besouros da mesma espécie: Considere as seguintes afirmações sobre esses compostos: I. Dois são alcoóis isoméricos e os outros dois são aldeídos isoméricos. II. A quantidade de água produzida na combustão total de um mol de B é igual àquela produzida na combustão total de um mol de D. III. Apenas as moléculas do composto A contêm átomos de carbono assimétricos. É correto somente o que se afirma em: a) I b) II c) III d) I e II e) I e III 13. (Unicamp) Atualmente, parece que a Química vem seduzindo as pessoas e tem-se observado um número cada vez maior de pessoas portando tatuagens que remetem ao conhecimento químico. As figuras a seguirmostram duas tatuagens muito parecidas, com as correspondentes imagens tatuadas mais bem definidas abaixo. As imagens representam duas fórmulas estruturais, que correspondem a dois a) compostos que são isômeros entre si. b) modos de representar o mesmo composto. c) compostos que não são isômeros. d) compostos que diferem nas posições das ligações duplas. 14. (Unifor) A alanina (ácido 2-amino- propanoico) é um aminoácido que faz parte da estrutura das proteínas. Em relação à ocorrência de estereoisomeria, pode-se afirmar que alanina apresenta um número de estereoisômeros igual: a) 0 b) 2 c) 4 d) 6 e) 8 15. (Uerj) O ácido linoleico, essencial à dieta humana, apresenta a seguinte fórmula estrutural espacial: Como é possível observar, as ligações duplas presentes nos átomos de carbono 9 e 12 afetam o formato espacial da molécula. As conformações espaciais nessas ligações duplas são denominadas, respectivamente: a) cis e cis b) cis e trans c) trans e cis d) trans e trans 16. (Unioeste) O cheiro de “terra molhada” que sentimos logo após uma chuva deve-se à presença de uma substância conhecida como geosmina, cuja estrutura é mostrada abaixo. Esta substância é liberada na atmosfera por bactérias que vivem no solo conhecidas como Actinomicetos. O olfato humano possui alta sensibilidade para geosmina, por isso consegue captar sua presença no meio na concentração de 15 ngL .− De acordo com a estrutura da geosmina, representada acima, quantos possíveis estereoisômeros esta molécula pode formar, teoricamente, tendo como base o número de carbonos assimétricos? a) 2 b) 4 c) 5 d) 6 e) 8 17. (Ueg) Hidrocarbonetos contendo apenas uma ligação dupla entre átomos de carbono são classificados como alcenos e podem apresentar isomeria e diferentes propriedades físicas. A seguir, são fornecidas as estruturas de algumas dessas moléculas. A análise das estruturas químicas apresentadas indica que a) A, B e C apresentam carbono com hidridização sp. b) B tem maior calor de combustão do que C. c) A e C representa a mesma molécula. d) A e B são isômeros constitucionais. e) B é a imagem especular de C. 18. (Ufrgs) Um trabalho publicado em 2016, na revista Nature, mostrou que o composto PMZ21, quando testado em camundongos, apresenta um efeito analgésico tão potente quanto o da morfina, com a vantagem de não causar alguns dos efeitos colaterais observados para a morfina. O número de estereoisômeros possíveis do PMZ21 é a) 0. b) 1. c) 2. d) 3. e) 4. 19. (Ufrgs) O gráfico abaixo mostra a relação entre a massa molar e o ponto de ebulição dos compostos orgânicos A, B, C e D. Considere as afirmações abaixo, a respeito dos compostos A, B, C e D. I. Se A e C forem isômeros de posição, então o composto A é mais ramificado que o composto C. II. Se B e D forem isômeros de função, um sendo um álcool e o outro um éter, então D é o álcool e B é o éter. III. Se C e D forem isômeros geométricos, então D é o isômero trans. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 20. (Uerj) Em um experimento, foi analisado o efeito do número de átomos de carbono sobre a solubilidade de alcoóis em água, bem como sobre a quiralidade das moléculas desses alcoóis. Todas as moléculas de alcoóis testadas tinham número de átomos de carbono variando de 2 a 5, e cadeias carbônicas abertas e não ramificadas. Dentre os alcoóis utilizados contendo um centro quiral, aquele de maior solubilidade em água possui fórmula estrutural correspondente a: a) b) c) d) Gabarito: Resposta da questão 1: [D] [Resposta do ponto de vista da disciplina Biologia] A forma S da talidomida parece comprometer a formação dos vasos sanguíneos nos tecidos embrionários formadores de diversas estruturas humanas. Pode causar a morte embrionária por más formações renais, cardíacas e encefálicas. Se o modelo for correto, o medicamento, dessa forma, prejudica o desenvolvimento dos membros anteriores e(ou) posteriores dos sobreviventes. [Resposta do ponto de vista da disciplina Química] A respeito dos enantiômeros dextrogiro e levogiro, é possível afirmar: - Não reagem entre si. - Podem ser separados opticamente. - Podem estar presentes em partes iguais, 50 % do dextrogiro e 50 % do levogiro (mistura racêmica). - Interagem de maneira distinta com o organismo. - São estruturas que apresentam os mesmos grupos funcionais. Resposta da questão 2: [E] Percebe-se que a estrutura do bombicol apresenta isomeria cis-trans. Este tipo de isomeria também ocorre no composto no feromônio utilizado no controle do inseto Scrobipalpuloides absoluta. Resposta da questão 3: [A] O citral tem fórmula molecular C10H16O, com uma cadeia alifática de oito carbonos, duas insaturações, nos carbonos 2 e 6; e dois grupos substituintes metila, nos carbonos 3 e 7. O citral possui dois isômeros geométricos, sendo o trans o que mais contribui para o forte odor que atrai as abelhas. Então, teremos: Resposta da questão 4: [C] Isomeria de compensação ou metameria (I e V): 3 2 2 3 Etil Etil H C CH O CH CH− − − − e 3 2 2 3 Metil Pr opil H C O CH CH CH− − − − Resposta da questão 5: [A] Ácidos carboxílicos são isômeros funcionais de ésteres: Resposta da questão 6: [B] De acordo com a representação da glicose no texto ela apresenta quatro carbonos assimétricos ou quirais (*): Número de isômeros opticamente ativos: n 42 2 16.= = Resposta da questão 7: [B] O 1,4-dimetoxi-benzeno (para dimetoxi- benzeno) possui os isômeros 1,3- dimetoxi- benzeno (meta dimetoxi-benzeno) e o 1,2- dimetoxi-benzeno (orto dimetoxi-benzeno), portanto 2 isômeros constitucionais, somando com o próprio composto 3 isômeros. Resposta da questão 8: [D] O isômero do hexanal é a hexanona-2 presente na alternativa [D]. Resposta da questão 9: [C] O carbono vizinho ao grupo – COOH é assimétrico, pois está ligado a quatro ligantes diferentes entre si. Resposta da questão 10: [A] Resolução Teremos: Resposta da questão 11: [D] Teremos as seguintes fórmulas estruturais e suas respectivas fórmulas moleculares: O linalol e citronelal são isômeros, pois possuem a mesma fórmula molecular ( 10 18C H O ). Resposta da questão 12: [E] Teremos: [I] A e B são alcoóis isoméricos, pois apresentam a mesma fórmula molecular: [II] A quantidade de água produzida na combustão total de um mol de B NÃO é igual àquela produzida na combustão total de um mol de D. Observe: Para B temos 9 mols de produzida: 10 18 2 2 2C H O 14 O 10 CO 9 H O+ → + Para D temos 8 mols de produzida: 10 16 2 2 2C H O 13,5 O 10 CO 8 H O+ → + [III] Apenas as moléculas do composto A contêm átomos de carbono assimétricos, observe: Resposta da questão 13: [B] As imagens representam duas fórmulas estruturais, que correspondem a dois modos de representar o mesmo composto. Resposta da questão 14: [B] A alanina apresenta um carbono quiral ou assimétrico (*), logo possui dois estereoisômeros opticamente ativos (destrogiro e levogiro). Resposta da questão 15: [A] As conformações espaciais nessas ligações duplas são denominadas, respectivamente: cis e cis, pois os ligantes de maior massa estão do mesmo lado do plano de referência para os carbonos 9 e 12. Resposta da questão 16: [E] A geosmina apresenta três carbonos assimétricos ou quirais: Para o cálculo do número de estereoisômeros pode-se utilizar a relação matemática n2 .n : número de carbonos assimétricos Número de estereoisômeros opticamente ativos: n2 n 3= Número de estereoisômeros opticamente ativos: 32 8= Resposta da questão 17: [B] [A] Incorreta. As moléculas A, B e C não apresentam carbono com tripla ligação ou com duas duplas consecutivas, configurando a hibridização sp. [B] Correta. O isômero cis libera maior calor ao ser queimado, pois apresenta maior energia interna em suas ligações químicas, devido ao fato de apresentar dois grupos maiores se acomodando no mesmo espaço, aumentando as tensões e consequentemente a instabilidade da molécula. [C] Incorreta. As moléculas A e C são isômeros geométricos. [D] Incorreta. As moléculas A e B é a mesma molécula. [E] Incorreta. As moléculas B e C não são enantiômeros, portanto, B não é a imagem especular de C. Resposta da questão 18: [E] O PMZ21 possui dois carbonos quirais ou assimétricos, então: (número de carbonos quirais) 2 Número de estereoisômeros 2 Número de estereoisômeros 2 4 = = = Resposta da questão 19: [D] - A quantidade de carbonos terciários e quaternários pode interferir no ponto de ebulição de um composto, como no gabarito oficial foi dada a alternativa D e a questão não foi anulada, pressupõe-se que o elaborador da questão se referiu a um carbono de referência quando utiliza a expressão mais ramificado, ou seja, para ele mais ramificado significa quaternário. Exemplo: - Quanto mais ramificado for o isômero, menor será seu ponto de ebulição, devido à diminuição das forças intermoleculares. A (menor ponto de ebulição) é mais ramificado que o composto C (maior ponto de ebulição). - O isômero D (álcool) apresentará maior ponto de ebulição, em relação ao isômero B, devido à presença do grupo hidroxila, que faz ligação de hidrogênio. - Se C e D fossem isômeros, apresentariam a mesma massa molar e isto não ocorre (de acordo com o gráfico). Resposta da questão 20: [C] Dentre os alcoóis utilizados contendo um centro quiral, aquele de maior solubilidade em água possui fórmula estrutural correspondente a ao butan-2-ol (quatro carbonos na cadeia principal e presença de carbono assimétrico): Sede Série Professor(a) Nome: Turma Data Turno TC
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