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FRENTE: QUÍMICA PROFESSOR: JOÃO FAÇANHA ASSUNTO: OS COMPOSTOS ORGÂNICOS E AS REPRESENTAÇÕES DE CADEIA 020.842 - 145895/19 fariasbrito.com.br @fariasbrito canalfariasbrito@fariasbrito colegiofariasbrito NÚCLEO ALDEOTA (85) 3486.9000 NÚCLEO CENTRAL (85) 3464.7788 (85) 3064.2850 NÚCLEO SUL (85) 3260.6164 NÚCLEO EUSÉBIO (88) 3677.8000 NÚCLEO SOBRAL CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS FUNDAMENTOS AULA 16 Como já foi falado na aula anterior, os compostos orgânicos são formados basicamente pelos elementos Carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre (CHONPS). Porém o elemento principal dos compostos orgânicos é o carbono. As cadeias carbônicas podem ser representadas de várias formas e para o entendimento das questões envolvendo química orgânica é interessante que o aluno domine essa parte. 1. Representação de Cadeias a) Fórmula Estrutural Plana: Essa é a representação mais completa de uma cadeia carbônica onde são representados todos os elementos da molécula e todas as ligações. Exemplo: C C OH C C H H H H H H H H H É a representação estrutural plana do etoxietano (C4H6O). Podemos simplificar essa representação utilizando índices para indicar a quantidade de hidrogênios ligados aos átomos de carbono. Dessa forma, a molécula do etoxietano poderia ser representada também por: H3C – CH2 – O – CH2 – CH3 b) Fórmula Estrutural Condensada: Podemos simplificar a representação escondendo as ligações que ocorrem entre os carbonos. Dessa forma, representa-se o etoxietano como: H3CCH2OCH2CH3 c) Fórmula Estrutural em Bastão: Essa forma é a mais utilizada em questões por simplificar de forma eficiente a representação da molécula. São realizados traços em zigue zague: os carbonos estão nas pontas de cada traço e o traço representa a ligação entre carbonos. Os hidrogênios ligados aos carbonos estão ocultos e o aluno deve lembrar que cada carbono necessita fazer 4 ligações para se estabilizar. Dessa forma, é possível saber quantos hidrogênios existem em cada carbono da representação. Utilizando a representação em bastão o etoxietano pode ser visto assim: O 2. Classificação de Cadeias carbônicas: a) Cadeias Abertas, acíclicas ou alifáticas: Nesse tipo de cadeia não há um ciclo entre os átomos de carbono, a cadeia apresenta extremidades (início e fim). O OH OH O • As cadeias abertas podem ser classificadas em: a.1) Saturadas e Insaturadas Cadeias Saturadas são aquelas que são formadas por apenas ligações simples entre carbonos. Cadeias Insaturadas são aquelas que possuem pelo menos uma ligação dupla ou tripla entre carbonos. 2 020.842 - 145895/19 MÓDULO DE ESTUDO Exemplos: Cadeia Aberta Saturada OH O Cadeia Aberta Saturada (A dupla não é entre carbonos) Cadeias Abertas Insaturadas a.2) Normais e Ramificadas Cadeias normais ou lineares não apresentam ramificações com carbono (apresentam apenas carbonos primários e secundários). Cadeias ramificadas apresentam ramificações com carbono (apresentam pelo menos um carbono terciário ou quaternário). Cadeia aberta, insaturada, normal. Cadeia aberta, saturada e ramificada a.3) Homogênea e Heterogênea Cadeias homogênea não apresentam heteroátomo (átomos de elementos diferentes de carbono e hidrogênio) entre carbonos. Cadeias heterogêneas apresentam heteroátomo entre carbonos. Cadeia aberta, saturada e homogênea. OH Cadeia aberta, saturada e homogênea (o heteroátomo não está entre carbonos). O Cadeia aberta, saturada e heterogênea (o heteroátomo está entre carbonos. b) Cadeias Fechadas ou Cíclicas São cadeias que apresentam ligações entre carbonos fechando um ciclo. Pode-se classificar essas cadeias em aromáticas e alicíclicas. b.1) Cadeias Aromáticas: Aprensentam aromaticidade, visualmente identificada pela presença do anel benzênico na maioria das vezes. Anel benzênico: ou Ainda pode-se classificar esse tipo de cadeia em: Mononuclear: apenas um anel benzênico na estrutura. Polinuclear isolada: quando existem 2 ou mais aneis benzenicos separados por outros carbonos. Polinuclear condensada: quando existem 2 ou mais aneis benzenicos unidos, compartilhando carbonos de sua estrutura. NO2 NO2O2N Cadeia aromática e mononuclear Cadeia aromática, polinuclear e isolada Cadeia aromática, polinuclear e condensada b.2) Cadeias Alicíclicas: Não apresentam anel aromático e podem ainda serem classificadas em: Homocíclica: Cadeia fechada sem heteroátomo entre carbonos. Heterocíclica: Cadeia fechada com heteroátomo entre carbonos. Saturada: Cadeia fechada com apenas ligações simples entre carbonos. Insaturada: Cadeia fechada com pelo menos uma ligação dupla ou tripla entre carbonos. Cadeia alicíclica, homocíclica e insaturada O Cadeia alicíclica, heterogênea e saturada. 3 020.842 - 145895/19 MÓDULO DE ESTUDO c) Cadeias Mistas: São cadeias que contém parte cíclica e parte acíclica. Pode ser chamada também de cadeia cíclica ramificada. RESUMO DA CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIAS: 01. (UFV-MG) Considerando os compostos a seguir: I. H3C(CH2)3CH3 II. C(CH3)3CH2CH3 III. H3CCH2CH(CH3)2 IV.CH3CH2CH(OH)CH3 V. H3CCHBrCHBrCH3 São cadeias carbônicas ramificadas: A) I e II B) II e IV C) II e III D) I, IV e V E) II, III, IV e V 02. O óleo de citronela é muito utilizado na produção de velas e repelentes. Na composição desse óleo, a substância representada a seguir está presente em grande quantidade, sendo, dentre outras, uma das responsáveis pela ação repelente do óleo. OH A cadeia carbônica dessa substância é classificada como aberta, A) saturada, homogênea e normal. B) saturada, heterogênea e ramificada. C) insaturada, ramificada e homogênea. D) insaturada, aromática e homogênea. E) insaturada, normal e heterogênea. 03. A seguir está representada a estrutura do ácido fumárico. O OH OH O A respeito desse ácido, é correto afirmar que ele possui A) somente átomos de carbono secundários e cadeia carbônica normal. B) átomos de carbono primários e secundários, e cadeia carbônica ramificada. C) átomos de carbono primários e secundários, e cadeia carbônica insaturada. D) átomos de carbono primários e terciários, e cadeia carbônica saturada. E) átomos de carbono primários e terciários, e cadeia carbônica ramificada. Texto para a próxima questão. O óleo da amêndoa da andiroba, árvore de grande porte encontrada na região da Floresta Amazônica, tem aplicações medicinais como antisséptico, cicatrizante e anti-inflamatório. Um dos principais constituintes desse óleo é a oleína, cuja estrutura química está representada a seguir. 04. O número de átomos de carbono na estrutura da oleína é igual a A) 16. B) 18. C) 19. D) 20. E) 17. 05. A levedura Saccharomyces cerevisiae é responsável por transformar o caldo de cana em etanol. Modificações genéticas permitem que esse micro-organismo secrete uma substância chamada farneseno, em vez de etanol. O processo produz, então, um combustível derivado da cana- de-açúcar, com todas as propriedades essenciais do diesel de petróleo, com as vantagens de ser renovável e não conter enxofre. 4 020.842 - 145895/19 MÓDULO DE ESTUDO Considere as seguintes afirmações a respeito do farneseno. I. A fórmula molecular do farneseno é C16H24. II. O farneseno é um hidrocarboneto acíclico insaturado. III. O farneseno apresenta apenas um único carbono secundário. Quais estão corretas? A) Apenas I. B) Apenas II. C) Apenas III. D) Apenas Ie II. E) I, II e III. 06. A biodiversidade do Brasil é considerada uma fonte de substâncias biologicamente ativas. Sua preservação é fundamental tanto pelo valor intrínseco dessa imensa riqueza biológica quanto pelo seu enorme potencial como fonte de novos fármacos. Plantas, animais, micro- organismos terrestres e marinhos têm sido a fonte de substâncias com atividade farmacológica. A maioria dos fármacos em uso clínico ou são de origem natural ou foram desenvolvidos por síntese química planejada a partir de produtos naturais. Por exemplo, o sildenafil usado no tratamento da disfunção erétil foi desenvolvido a partir do alcaloide papaverina. papaverina Quanto à estrutura molecular da papaverina, é correto afirmar que possui A) cadeias alicíclicas heterogêneas. B) ligações sigma entre carbono sp e carbono sp2. C) anéis aromáticos. D) ligação pi entre carbonos sp3. E) anéis saturados e função amida. 07. A celulose é um polímero orgânico presente nas paredes das células vegetais, mais especificamente um polissacarídeo da glicose, conforme mostra a figura abaixo. A cadeia carbônica da glicose pode ser classificada como: A) fechada, homogênea, ramificada e saturada. B) aberta, heterogênea, simples e insaturada. C) fechada, heterogênea, ramificada e saturada. D) fechada, heterogênea, ramificada e insaturada. E) aberta, homogênea, ramificada e saturada. 08. Um tema de discussão atual tem sido o uso de sementes transgênicas voltado aos supostos aumento da produção de alimentos e diminuição do uso de pesticidas, tais como o carbofurano (I), o tralometrin (II), o clordano (III) e a atrazina (IV). Dentre esses pesticidas, quais apresentam anel aromático? A) Carbofurano, Tralometrin e Atrazina. B) Carbofurano e Clordano. C) Atrazina, Clordano e Tralometrin. D) Carbofurano, Tralometrin, Clordano e Atrazina. E) Clordano e Tralometrin. 09. A ( - )-serricornina, utilizada no controle do caruncho-do- fumo, é o feromônio sexual da 'Lasioderma serricorne'. Considere a estrutura química desse feromônio. OH O Me Me A cadeia dessa estrutura pode ser classificada como A) acíclica, normal, heterogênea e saturada. B) alifática, ramificada, homogênea e insaturada. C) alicíclica, ramificada, heterogênea e insaturada. D) acíclica, ramificada, homogênea e saturada. E) alifática, normal, homogênea e saturada. 10. Um grupo de compostos, denominado ácidos graxos, constitui a mais importante fonte de energia na dieta do Homem. Um exemplo destes é o ácido linoleico, presente no leite humano. A sua fórmula estrutural simplificada é: CH3(CH2)4(CH)2CH2(CH)2(CH2)7COOH Sua cadeia carbônica é classificada como: A) Aberta, normal, saturada e homogênea. B) Aberta, normal, insaturada e heterogênea. C) Aberta, ramificada, insaturada e heterogênea. D) Aberta, ramificada, saturada e homogênea. E) Aberta, normal, insaturada e homogênea. 5 020.842 - 145895/19 MÓDULO DE ESTUDO Resoluções 1. Redesenhando as moléculas para a forma de bastão, nota- se a presença de ramificação apenas nas moléculas indicadas pelos números II e III. Resposta: C 2. A cadeia principal é classificada como insaturada, pois apresenta dupla ligação entre os átomos de carbono; apresenta 2 ramificações e não apresenta heteroátomo entre carbonos. Sendo, portanto, homogênea. Resposta: C 3. A estrutura do ácido fumárico possui cadeia carbônica insaturada. O número de carbonos primários e secundários é ilustrado abaixo: Resposta: C 4. O número de átomos de carbono na estrutura da oleína é igual a 18. Resposta: B 5. I. A fórmula molecular do farneseno é C15H24. II. O farneseno é um hidrocarboneto acíclico (cadeia aberta) insaturado (apresenta ligações duplas). III. O farneseno apresenta sete carbonos secundários (ligados a outros dois átomos de carbono). Resposta: B 6. Comentários sobre as alternativas: A) A cadeia não é alicíclica, mas sim aromática, pois apresenta núcleos benzênicos. B) Não há carbonos sp. C) Observe a figura a seguir: papaverina D) Carbonos sp3 não realizam ligações pi, somente sigma devido à sobreposição frontal dos orbitais ligantes. E) Não há anéis saturados nem função amida. Resposta: C 7. A cadeia carbônica da glicose pode ser classificada como fechada (o início coincide com o fim da cadeia), heterogênea (possui heteroátomo), ramificada (a cadeia fechada apresenta radicais) e saturada (apresenta ligações simples entre os carbonos do anel). Resposta: C 8. Os pesticidas Carbofurano, Tralometrin e Atrazina apresentam anel aromático. Observe a figura a seguir. Para se dizer se uma cadeia homocíclica (cadeia fechada formada apenas por átomos de carbono) contendo duplas ligações é ou não aromática devemos usar a regra de Hunckel, que diz: “O CARÁTER AROMÁTICO DE UMA CADEIA HOMOCÍCLICA COM (4n + 2) ELÉTRONS (Pi) SERÁ DETECTADO SE n FOR UM NÚMERO INTEIRO”. A cadeia fechada contendo três átomos de nitrogênio no composto IV (atrasina) apresenta ressonância e também pode ser considerada aromática. Resposta: A 6 020.842 - 145895/19 MÓDULO DE ESTUDO 9. [D] acíclica, ramificada, homogênea e saturada. Pois a cadeia possui extremidades (aberta), possui ramificações (Me= grupo metil = CH3), homogênea pois não apresenta heteroátomo entre carbonos e saturada pois não apresenta ligação dupla ou tripla entre carbonos. Resposta: D 10. A molécula na forma bastão fica representada por: Resposta: E SUPERVISOR/DIRETOR: Dawison Sampaio – AUTOR: João Façanha DIG.: Cl@udi@ – REV.: Lícia
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