Lista de exercicios Aulas_3_e_4_gabarito

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CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA – LISTA DE EXERCÍCIOS 2
DISCIPLINA: QUÍMICA ORGÂNICA I 
COORDENADOR: CARLOS ROBERTO RIBEIRO MATOS
.
1) a)Assinale as substâncias que possuem sistema conjugado. b) Destaque a conjugação de cada
sistema conjugado.
Comentário: Um sistema conjugado, possui elétrons deslocalizados, é representado
convencionalmente como tendo ligações simples e múltiplas alternadas. Neste sistema
ocorre uma série de orbitais p sobrepostos. Pares de elétrons isolados, radicais, íons
positivos (carbocátions) ou íons negativos (carbânion) presentes em orbitais p também
podem sobrepor aos orbitais p de ligação dupla e constituir um sistema conjugado. 
2. Para ser aromática, uma molécula deve ser conjugada planar e obedecer à regra 4n + 2. A seguir
são apresentadas as seguintes moléculas. Elas são aromáticas? Explique a sua resposta.
O
N
N
H
N
N
Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Inovação 
Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
O O
O
Sistema
conjugadoDupla 
isolada
Sistema
conjugado
Sistema todo conjugado
o carbono com carga formal + 1 
apresenta uma hibridização sp2 com 
um orbital p vazio que sobrepoem 
com os demais orbitais p do sistema
Duplas isoladas, elétrons localizados
sistemas não conjugados
A fórmula de Lewis do composto acima tem 2 pares de 
eletrons não ligantes. Um dos pares está em um orbital p 
que sobrepoem aos orbitais p da ligação  constituindo 
assim um sistema conjugado. A deslocalização de 
elétrons, visualizada através das estruturas de ressonância 
também é um indicativo do sistema conjugado.
O O
Sistema todo conjugado. O carbono com carga formal - 
1 , possui um par de elétrons não ligante num orbital p 
que sobrepoem com os demais orbitais p
H Par de elétrons
H
3 ligações duplas conjugadas
O
Resposta:
O
N
N
H
N
N
A estrutura é aromática
-É uma estrutura cíclica com todos carbono 
com orbitais p. 
- Possui com 6 elétrons cada ligação 
dupla possui 2 elétrons )
onde 4n+ 2= 6 . n=1 é inteiro é aromático
A estrutura não é aromática.
-É uma estrutura cíclica, entretanto 
possui um carbono com hidridização 
sp3, ou seja nesse carbono não há 
orbital p. Não possui um circuito de 
elétrons
H H
Carbono sp3
A estrutura é aromática.
A aromaticidade fica mais evidente se 
deslocarmos a densidade de elétrons da 
ligação da carbonila C=O para o átomo 
mais eletronegativo,
Não é aromática
Possui 4 ligações duplas portanto 
8 elétrons  4n + 2 = 8, n= 1,5 
não é inteiro, então não é 
aromática
O O
Circuito aromático
6 elétrons 
4n +2 = 6 n= 1
A estrutura é aromática
-É uma estrutura cíclica com todos 
carbono sp2
- Possui com 2 elétrons 
onde 4n+ 2= 2 . n = 0
zero é um número inteiro
A estrutura possui uma porção 
aromática.
- Possui com 6 elétrons 
onde 4n+ 2= 6, n = 1
é um número inteiro
H
H
=
É aromática
O par de elétrons ficar num orbital p 
de carbono hibridizado sp2
- Possui com 6 elétrons  ( 2 
ligações + 1 par de eletrons)
Par de elétrons em orbital sp2
não participa do sistema aromático
Par de elétrons em orbital p,
participa do sistema aromáticoN
N H
É aromática
- Possui com 6 elétrons  ( 2 
ligações + 1 par de eletrons do 
nitrogênio, N-H) 4n+ 2= 6, n = 1
é um número inteiro
A estrutura é aromática.
- Possui com 6 elétrons 
onde 4n+ 2= 6, n = 1
é um número inteiro
Par de elétrons em orbital sp2
não participa do sistema aromático
3. Normalmente os hidrocarbonetos não possuem momento de dipolo, pois a diferença de
eletronegatividade entre o carbono e o hidrogênio é muito pequena. Entretanto estima-se que o
caliceno possua momento de dipolo em torno de 4,6 D (um valor mais alto que da água, 1,86 D).
Utilizando os conceitos de ressonância e de sistemas aromáticos explique este fato.
Comentário: 
O momento dipolar é uma grandeza física utilizada para determinar a
polaridade de uma substância e é resultado do somatório dos vetores momento
dipolar existentes na fórmula estrutural das moléculas. Por definição o momento de
dipolo é a magnitude da carga, em cada extremidade do dipolo molecular,
multiplicada pela distância. 
Então para um valor alto de momento de dipolo espera-se que a molécula tenha
átomos com grande diferença de eletronegatividade, o que não é o caso do caliceno.
Outra possibilidade é que a estrutura tenha separação de cargas.
 Então vamos analisar a estabilidade de estruturas de ressonância com
separação de cargas. Transferindo os elétrons da dupla exocíclica (fora dos ciclos) para
o anel de 3 membros, este fica com carga negativa e o anel de 5 membros torna-se
positivo, conforme a figura abaixo:
Ciclo com 4 eletrons 
Ciclo com 4 eletrons  
4n + 2 = 4 , n = 0,5 não é aromático
O contribuinte de 
ressonância B não é 
estável
A B
O Contribuinte de ressonância B tem separação de cargas e é pouco estabilizado, não
é aromático, portanto não contribui muito para o híbrido de ressonância. Esta
evidência não justifica o grande momento de dipolo do caliceno.
Resposta:
Vamos, agora transferir o par de elétrons da dupla exocíclica para o anel de 5
membros, conforme ilustrado abaixo:
Ciclo com 6 eletrons 
Ciclo com 2 eletrons  
4n + 2 = 2 , n = 0 é aromático
O contribuinte de 
ressonância C 
muito estável
A C
4n + 2 = 6 , n = 1 é aromático
O Contribuinte de ressonância C é muito estável, pois são dois anéis aromáticos, e
assim contribui muito para o híbrido de ressonância. Assim o Caliceno tem a
estrutura mais próxima do contribuinte C. Exite então um dipolo na molécula, as
Caliceno
cargas positivas estão no anel de 3 membros e a carga negativa no anel 5 membros.
Este argumento justifica o grande momento de dipolo do caliceno.
Nota: há outros contribuintes de ressonância a partir do contribuinte C.
4. Construa um diagrama de níveis de energia para o ânion pentadienila. Indique os orbitais
ligantes, antiligantes, não ligantes HOMO e LUMO.
Ânion pentadienila
 O ânion pentadienila, possui 5 átomos de carbono e para a formação dos orbitais
moleculares utiliza 4 orbitais atômicos p oriundo das duas duplas e mais 1 orbital p
do átomo de carbono que contem a carga negativa (o par de elétrons, totalizando 5
orbitais . 
1
2
3
4
5
5 orbitais moleculares
5 orbitais p
Assim os 5 orbitais atômicos p gera 5 orbitais moleculares: 2 ligantes, 2 antiligantes
e 1 não ligante. A combinação de número ímpar de orbitais atômicos em sistema
acíclico (não cíclico) forma sempre um não ligante. Para o preenchimento devemos
contar o número de elétrons . O ânion pentadienila tem 4 elétrons  oriundo das
duas duplas mais dois elétrons do par de elétrons do ânion, totalizando 6 elétrons .
Os níveis de mais baixo energia são preenchidos primeiro.
Resposta
E
n
er
gi
a
1
2
3

5
Antiligantes
ligantes
Não ligante
(HOMO)
(LUMO)
5. Represente as estruturas de ressonância dos seguintes compostos
a)
O
d) c)
O
N
N
HH
H
Hd)
 
Resposta
a)
O
b)
c)
O
N
N
HH
H
Hd)
O
O O O O
ou
O O Átomo eletronegativo com octeto incompleto
e com com carga formal +1
Não contribui para o híbrido de ressonância
N
N
HH
H
H
6. As descrições das estruturas ressonância dos itens abaixo contem um ou mais erros . Explique o
que está errado em cada item .
H3C
O
N
H
H
H3C
OH
N
H
H
Incorreto
H3C
O
N
H
H
H3C
O
N
H
H
Incorreto
H3C
O
N
H
H
H3C
O
N
H
H
Incorreto Incorreto
O
O
O
OIncorreto
Resposta
O
O
O
OIncorreto
H3C
O
N
H
H
H3C
OH
N
H
H
Incorreto
H3C
O
N
H
H
H3C
O
N
H
H
Incorreto
H3C
O
N
H
H
H3C
O
N
H
H
Incorreto
A B
A estrutura A e B tem fórmula molecular diferente. A 
estrutura B tem um átomo de hidrogênio a mais. Além disso 
a estrutura B tem uma carga positiva, enquanto que a 
estrutura A não tem carga.
O erro está na movimentação do par de elétrons com a seta curva.
O movimento correto seria a partir do par de elétrons do nitrogênio 
em direçãoao átomo mais eletronegativo, o oxigênio
H3C
O
N
H
H
H3C
O
N
H
H
Correto
A B
Estrutura B está com carga formal negativa, enquanto 
que a estrutura A está neutra. Outro erro é o grupo CH3, 
cujo átomo de carbono na estrutura B está com 5 
ligações (excedendo o octeto)
Incorreto
Incorreto
H H H H
H
H H H
H
H
H
H
As duas estruturas não representam estrutura de ressonância de uma 
substância. São duas substâncias diferentes com propriedades 
físicas e químicas diferentes. 
Os contribuintes de ressonância diferem apenas na distribuição dos 
elétrons (e não ligantes) não há mudanças de núcleos (átomos)
Os erros estão no uso das setas. Seta de equilíbrio ao invés da seta 
de equivalência e o a movimentação da seta curva, que deveria 
partir do par de elétrons do átomo de oxigênio com carga formal -1
O
O
O
OCorreto
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	COORDENADOR: CARLOS ROBERTO RIBEIRO MATOS