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1 Química Prof. Arilson Aluno(a):________________________________________________ ______ TOP ENEM – QUÍMICA ORGÂNICA Histórico Desde a antiguidade, o homem extrai compostos químicos de vegetais e seres vivos e realiza alguns processos químicos tradicionais, como o uso de corantes, fabricação de sabão, fermentação, refinação do açúcar e a combustão. Entretanto, a decifração da composição e a sistematização de obtenção desses materiais teve início somente no século XVIII, quando o químico Carl Scheele isolou uma série de compostos derivados de produtos naturais.A seguir são citados os principais fatos relacionados ao nascimento da Química Orgânica. ➢ Sec XVIII Carl Schelle isolou uma série de compostos de organismos vivos. Leite → ácido lático Limão → ácido cítrico Urina → uréia Gordura → glicerina ➢ 1777- Bergman propôs a primeira divisão da química. Química inorgânica → Reino mineral Química orgânica → Seres vivos ➢ Lavoisier descobre que os compostos orgânicos possuem o elemento carbono. ➢ 1807- Berzelius criou a “teoria da força vital” “Um composto orgânico não pode ser sintetizado em um laboratório” ➢ 1828- Wölher derrubou a teoria do“ Vitalismo” sintetizando a uréia a partir do cianato de amônio, um composto inorgânico. ➢ 1858- Kekulé define que química orgânica é a parte da química que estuda os compostos de carbono. ➢ Atualmente a química orgânica é a parte da química que estuda quase todos os compostos de carbono. ➢ Existem compostos que possuem carbono, mas são inorgânicos. Esses compostos são denominados compostos de transição.Ex: HCN, CO ,CO2 , K2CO3. Elementos organógenos Os elementos que compõem os compostos orgânicos são denominados elementos organógenos. Na constituição dos compostos orgânicos além do carbono e hidrogênio alguns outros elementos aparecem com muita freqüência como oxigênio, nitrogênio, enxofre, halogênios e mesmo alguns metais. Os principais elementos organógenos são: C H O N P S É muito importante relembrar a tendência de ligação desses elementos: H = monovalente O e S = bivalente N e P = trivalente C = tetravalente Propriedades dos compostos orgânicos ➢ Elevado número de compostos. ➢ Predominância da ligação covalente(compostos moleculares). ➢ Apresentam geralmente baixa estabilidade diante de agentes energéticos, como temperatura, pressão, ácidos concentrados etc. ➢ A grande maioria é combustível,ou seja, sofre combustão(inflamáveis). ➢ A grande maioria é insolúvel em água,ou seja, são predominantemente apolares. ➢ Maus condutores de eletricidade e calor. ➢ Reagem, na maioria dos casos, mais lentamente que os inorgânicos com formação de subprodutos e requerem geralmente o uso de catalisadores. ➢ PF/PE baixos comparados aos inorgânicos iônicos. Teoria estrutural de Kekulé (postulados) O primeiro químico que fez considerações sobre o átomo de carbono foi August Kekulé em 1 858. Essas considerações ficaram conhecidas como “Postulados de Kekulé”. Os postulados são: ➢ O carbono é tetravalente, isto é, o átomo de carbono estabelece quatro ligações. Atenção !! Os carbonos que possuem somente ligações simples são denominados saturados e os de duplas e triplas insaturados. arilsonmartino@hotmail.com 2 ➢ As quatro ligações (valências) do carbono são iguais e coplanares.Por isso,só existe um composto com a fórmula CH3Cl. ➢ O carbono é capaz de formar cadeias. CURIOSIDADE Vant’Hoff e Le Bel propuseram uma estrutura tetraédrica para o carbono (1874). Dessa forma pode-se explicar porque só existia um composto com a fórmula CH2Cl2.O trabalho de Vant’Hoff sobre o arranjo espacial dos átomo de carbono, foi extremamente criticado por Kolbe, um dos maiores químicos da época. Geometria dos carbonos O átomo de carbono pode apresentar três geometrias diferentes nos compostos orgânicos. Carbono saturado (ligações simples) Geometria tetraédrica. Ângulo de ligação 109o 28’ ou 109,47o ou 109,5o Carbono de dupla ligação Geometria trigonal plana. Ângulo de ligação 120o. Carbono de tripla ou de duas duplas ligações Geometria linear. Ângulo de ligação 180o. Classificação de carbonos A classificação de carbonos se refere ao número de carbonos a que cada carbono está ligado. ➢ Carbono primário = ligado a um carbono ➢ Carbono secundário = ligado a dois carbonos ➢ Carbono terciário = ligado a três carbonos ➢ Carbono quaternário = ligado a quatro carbonos CURIOSIDADES • A IUPAC recomenda somente a classificação de carbonos saturados. No entanto, os vestibulares não se atualizaram e desrespeitam essa recomendação. • O átomo de carbono que não está ligado a nenhum carbono é denominado nulário, para efeito de classificação, como primário. Nomenclatura das ligações Toda ligação covalente simples é denominada sigma (σ), independente de quais sejam os átomos que estão estabelecendo a ligação. Nas ligações múltiplas uma das ligações sempre é sigma e as demais são denominadas pi(π), independente de quais sejam os átomo ligados. Exercícios propostos 01 - (FGV SP) O composto de fórmula: CH3 C CH3 CH3 CH C CH3 CH OH CH CH3 N H CH CH3 CH3 Apresenta quantos carbonos primários, secundários, terciários e quaternários, respectivamente? arilsonmartino@hotmail.com 3 a)5, 5, 2 e 1 b)5, 4, 3 e 1 c)7, 4, 1 e 1 d)6, 4, 1 e 2 e)7, 3,1 e 2 02 - (UEPB) O gráfico a seguir representa a evolução geral do número de compostos orgânicos conhecidos. 1 2 3 N° de compostos orgânicos (x10 )6 Anos 40 70 90 Períodos Anos Anos Com base no gráfico, marque V ou F, quando as proposições forem verdadeiras ou falsas, respectivamente. ( ) O carbono apresenta capacidade para formar ligações simples e múltiplas com ele mesmo, constituindo cadeias de vários comprimentos. ( ) O raio atômico relativamente pequeno do átomo de carbono e o fato dele constituir quatro ligações, é que permite a formação de cadeias carbônicas, às vezes muito longas e até em quatro direções, o que justifica o grande número de compostos orgânicos conhecidos. ( ) Atualmente, é conhecido um número muito mais elevado de substâncias inorgânicas do que o de substâncias orgânicas, apesar da elevada capacidade do átomo de carbono de formar novas estruturas. ( ) Existem substâncias inorgânicas constituídas por átomos de carbono, aumentando desta forma, o número de compostos químicos formados pelo carbono. Marque a alternativa que corresponde a seqüência correta, respectivamente: a)F, F, F, V b)V, V, F, V c)F, V, V, F d)V, V, V, F e)V, V, V, V 03 - (UNICAMP SP) O medicamento dissulfiram, cuja fórmula estrutural está representada abaixo, tem grande importância terapêutica e social, pois é usado no tratamento do alcoolismo. A administração de dosagem adequada provoca no indivíduo grande intolerância a bebidas que contenham etanol. H3C H2 C N CH2 H3C C S S S C S N H2C CH3 C H2 CH3 Dissulfiram a)Escreva a fórmula molecular do dissulfiram. b)Quantos pares de elétrons não compartilhados existem nessa molécula? c)Seria possível preparar um composto com a mesma estrutura do dissulfiram, no qual os átomos de nitrogênio fossem substituídos por átomos de oxigênio? Responda sim ou não e justifique. 04 - (UEPG PR) Sobre a química do átomo de carbono, assinale o que for correto. 01.Denomina-se por carbono terciário aquele que se liga através de uma ligação tripla a outro átomo de carbono. 02.Os átomos de carbono conseguem formar longas cadeias, as quais são denominadas de insaturadas, caso apresentem além de ligações simples, também duplas ou triplas dentro da cadeia carbônica. 04.Os átomos de carbono são os mais abundantemente encontrados nas moléculas orgânicastípicas, juntamente com o hidrogênio, o oxigênio e o nitrogênio. 08.O átomo de carbono por possuir quatro elétrons na camada de valência é capaz de estabelecer quatro ligações covalentes, como pode ser observado no metano. 05 - (UFRGS RS) A síntese da uréia a partir de cianato de amônio, segundo a equação 2)2 oaqueciment 4 CO(NH CNO NH ⎯⎯⎯⎯⎯ →⎯ −+ desenvolvida por Wöhler, em 1828, foi um marco na história da Química porque: a)provou a possibilidade de se sintetizarem compostos orgânicos a partir de inorgânicos. b)foi a primeira síntese realizada em laboratório. c)demonstrou que os compostos iônicos geram substâncias moleculares quando aquecidos. d)se trata do primeiro caso de equilíbrio químico homogêneo descoberto. e)provou que o sal de amônio possui estrutura interna covalente. 06 - (FFCL MG) São compostos orgânicos, exceto: a)C2H5OH b)C8H18 c)CO2 d)CH3NH2 e)H2CO 07 - (UEPB) Os compostos orgânicos distinguem-se dos inorgânicos por uma série de características que nos permite identificá-los com segurança. Complete os espaços abaixo com O quando as propriedades mencionadas forem relativas a compostos orgânicos e com I, quando forem inorgânicos. ( ) Seguem a regra semelhante dissolve semelhante. ( ) Apresentam geralmente baixa estabilidade diante de agentes energéticos, como temperatura, pressão, ácidos concentrados etc. . ( ) São muito solúveis em água. ( ) Reagem, na maioria dos casos, lentamente com formação de subprodutos e requerem geralmente o uso de catalisadores. ( ) Apresentam altos pontos de fusão e ebulição. ( ) Não conduzem corrente elétrica em solução aquosa. Marque, a alternativa correta: a)O, O, I, I, O, I b)O, I, I, O, I, I c)I, O, I, O, I, I d)I, O, O, O, O, O e)O, O, I, O, I, O 08- (UECE)O geraniol possui um odor semelhante ao da rosa, sendo, por isso, usado em perfumes. Também é usado para produzir sabores artificiais de pêra, amora, melão, maçã vermelha, lima, laranja, limão, melancia e abacaxi. Pesquisas o evidenciam como um eficiente repelente de insetos. Ele também é produzido por glândulas olfativas de abelhas para ajudar a marcar as flores com néctar e localizar as entradas para suas colméias. A seguir, temos a estrutura do geraniol, com seus átomos numerados de 1 a 10. CH3 C CH3 CH CH2 CH2 C CH C H H OH CH3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Assinale a alternativa que contém a medida correta dos ângulos reais formados pelas ligações entre os átomos 2-3-4, 4-5-6 e 9-8-10, respectivamente, da estrutura do geraniol. a)120º, 109º28’ e 109º28’. b)120º, 109º28’ e 180º. c)180º, 120º e 109º28’. d)109º28’, 180º e 180º. 09 - (ENEM) A forma das moléculas, como representadas no papel, nem sempre é planar. Em um determinado fármaco, a molécula contendo um grupo não planar é biologicamente ativa, moléculas contendo substituintes planares são inativas.O grupo responsável pela bioatividade desse fármaco arilsonmartino@hotmail.com 4 10 - (ENEM) As moléculas de nanoputians lembram figuras humanas e foram criadas para estimular o interesse de jovens na compreensão da linguagem expressa em fórmulas estruturais, muito usadas em química orgânica. Um exemplo é o NanoKid, representado na figura: O O Em que parte do corpo do NanoKid existe carbono quaternário? a)Mãos. b)Cabeça. c)Tórax. d)Abdômen. e)Pés. GABARITO: 01) Gab: C 02) Gab: B 03) Gab:a)C10H20S4N2 b)10 pares c)Não, porque os átomos de nitrogênio são trivalentes (três ligações) e os átomos de oxigênio, como os de enxofre da estrutura, são bivalentes (duas ligações). 04) Gab: 14 05) Gab: A 06) Gab: C 07) Gab: E 08) Gab: A 09) Gab: A 10) Gab: A Cadeia carbônica Cadeia carbônica é a sequência formada por todos os átomos de carbono de uma molécula.Átomos de outros elementos, entre dois átomos de carbono, fazem parte da cadeia (heteroátomos). Exercício resolvido 01 - (UFC CE-Modificado) Furosemida é um diurético que se encontra na lista de substâncias proibidas pela Agência Mundial Antidoping. Acerca de sua estrutura, determine o número total de átomos da cadeia carbônica. COOH Cl S OO H2N N H O Resolução 14 átomos fazem parte da cadeia carbônica : 12 carbonos, 1 nitrogênio e 1 oxigênio. Classificação de cadeias carbônicas Como vimos, o carbono possui a capacidade de formar cadeias que constituem o “esqueleto” dos compostos orgânicos. Essas cadeias são muito diversificadas e podem ser classificadas de acordo com vários critérios. 1)Quanto ao fechamento da cadeia ●Abertas ou acíclicas ou alifáticas Os carbonos das extremidades não estão ligados. Não apresentam ciclos (anéis). ●Fechadas ou cíclicas ou cicloalifáticas ou alicíclicas Os carbonos das extremidades estão ligados, formando ciclos (anéis). 2)Quanto à disposição dos átomos ●Ramificadas São aquelas que apresentam, no mínimo, três extremidades de carbono quando são abertas ou, no mínimo, uma extremidade de carbono fora do ciclo quando são fechadas. A presença de pelo menos um carbono terciário e/ou quaternário também torna a cadeia ramificada. ●Normais ou retas ou lineares São aquelas que apresentam somente duas extremidades de carbono quando abertas ou nenhuma fora do ciclo quando são fechadas. 3)Quanto aos tipos de ligação ●Saturadas Apresentam somente ligações simples (sigmas) na cadeia carbônica, ou seja, entre os carbonos. ●Insaturadas Possuem pelo menos uma ligação pi(π) na cadeia carbônica, geralmente, entre carbonos. OH O OH H3C CH2 C N arilsonmartino@hotmail.com 5 Obs:Todo composto que possui ligações π é um composto insaturado.No entanto, a sua cadeia pode ser saturada.É importante não confundir o critério de classificação de “cadeia” e “composto” quanto aos tipos de ligação.Ex: cadeia saturada composto insaturado 4)Quanto à natureza dos átomos ●Homogêneas não possuem nenhum átomo diferente de carbono entre carbonos (heteroátomo). ●Heterogêneas Possuem pelo menos um heteroátomo entre carbonos. De acordo com as recomendações da IUPAC, um heteroátomo e qualquer átomo de um elemento diferente de carbono ou hidrogênio que faz parte da cadeia carbônica. Atenção !! Cadeias aromáticas São aquelas que apresentam em sua estrutura pelo menos um núcleo benzênico. 1) Quanto ao número de núcleos ●Mononucleares possuem um único núcleo benzênico. ●Polinucleares possuem mais de um núcleo benzênico. Resumo Exercícios propostos 01 - (ENEM) O estudo de compostos orgânicos permite aos analistas definir propriedades físicas e químicas responsáveis pelas características de cada substância descoberta. Um laboratório investiga moléculas quirais cuja cadeia carbônica seja insaturada, heterogênea e ramificada.A fórmula que se enquadra nas características da molécula investigada é Obs: Uma molécula quiral deve possuir um carbono ligado a quatro grupos diferentes. a)CH3–(CH)2–CH(OH)–CO–NH–CH3. b)CH3–(CH)2–CH(CH3)–CO–NH–CH3. c)CH3–(CH)2–CH(CH3)–CO–NH2. d)CH3–CH2–CH(CH3)–CO–NH–CH3. e)C6H5–CH2–CO–NH–CH3. 02 - (UEFS BA) A acrilonitrila, H2C=CH–CN, matéria-prima usada na obtenção de fibras têxteis, tem cadeia carbônica: a)acíclica e ramificada. b)cíclica e insaturada. c)cíclica e ramificada. d)aberta e homogênea. e)aberta e saturada. 03 - (Padre Anchieta SP) A substância de fórmula CH3–O–CH2–CH3 tem cadeia carbônica: a)acíclica, homogênea e normal. b)cíclica, heterogênea e ramificada. c)cíclica, homogênea e saturada. d)acíclica, insaturada e heterogênea. e)acíclica, saturada e heterogênea. 04 - (PUC Camp SP) O ácido adípico de fórmula: H2C H2C CH2 CH2 C C O OH OH O Empregado na fabricação do náilon apresenta cadeia carbônica:a)saturada, aberta, homogênea e normal. b)saturada, aberta, heterogênea e normal. c)insaturada, aberta, homogênea e normal. d)insaturada, fechada, homogênea e aromática. e)insaturada, fechada, homogênea e alicíclica. O NH2 O CH3 isolados condensados arilsonmartino@hotmail.com 6 05 - (UNIRIO RJ) A umbeliferona é obtida da destilação de resinas vegetais (umbelliferae) e é usada em cremes e loções para bronzear. HO O O Classifica-se sua cadeia como: a)cíclica, alicíclica, normal insaturada. b)cíclica, aromática, mononuclear. c)cíclica, aromática polinuclear de núcleos condensados. d)cíclica, alicíclica, ramificada, insaturada. e)acíclica, aromática, polinuclear da núcleos isolados. 06 - (UFAM) A cadeia carbônica abaixo é classificada como: OH a)Aberta, ramificada, insaturada, heterogênea b)Alicíclica, ramificada, insaturada, heterogênea c)Acíclica, ramificada, insaturada, homogênea d)Alifática, linear, saturada, homogênea e)Aberta, linear, saturada, heterogênea 07 - (UFC CE) O processo de formulação de medicamentos requer, além da espécie farmacologicamente ativa, a participação de compostos carreadores de fármacos, tais como as ciclodextrinas e , representadas abaixo. Quanto às ciclodextrinas e é correto afirmar: a)apresentam unidades homocíclicas unidas por ligações C–O–C. b)apresentam ligações polarizadas do tipo C–C, C–O e O–H. c)são solúveis em água através de interações covalentes. d)são moléculas cíclicas, saturadas e heterogêneas. e)são moléculas homólogas entre si. 08 - (UCS RS) A preocupação com o bem-estar e a saúde é uma das características da sociedade moderna. Um dos recentes lançamentos que evidenciam essa preocupação no setor de alimentos é o leite com ômega-3. Essa substância não é produzida pelo nosso organismo, e estudos revelam que sua ingestão é importante para evitar problemas cardiovasculares. A estrutura química do ômega-3 pode ser assim representada: H3CCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7 C O OH Com relação à estrutura química do ômega-3, é correto afirmar que essa substância possui cadeia carbônica a)alifática, homogênea, saturada e ramificada. b)alicíclica, heterogênea, insaturada e ramificada. c)alifática, homogênea, insaturada e normal. d)homocíclica, heterogênea, saturada e normal. e)alicíclica, homogênea, saturada e normal. 09 - (Unievangélica GO) Nos momentos de tensão, medo e pânico, são liberados no organismo do ser humano uma determinada quantidade de adrenalina (fórmula a seguir), que aumenta a pulsação cardíaca. HO OH H N OH (R) De acordo com os critérios de classificação de compostos orgânicos, esse composto pode ser classificado como a)aromático, ramificado e heterogêneo. b)aromático, saturado e heterogêneo. c)alifático, normal e homogêneo. d)alicíclico, ramificado e heterogêneo. 10 - (PUC RJ) Recentemente, os produtores de laranja do Brasil foram surpreendidos com a notícia de que a exportação de suco de laranja para os Estados Unidos poderia ser suspensa por causa da contaminação pelo agrotóxico carbendazim, representado a seguir. De acordo com a estrutura, afirma-se que o carbendazim possui: a)fórmula molecular C9H11N3O2 e um carbono terciário. b)fórmula molecular C9H9N3O2 e sete carbonos secundários. c)fórmula molecular C9H13N3O2 e três carbonos primários. d)cinco ligações pi () e vinte e quatro ligações sigma (). e)duas ligações pi () e dezenove ligações sigma (). GABARITO: 01) Gab: B 02) Gab: D 03) Gab: E 04) Gab: A 05) Gab: B 06) Gab: C 07) Gab: D 08) Gab: C 09) Gab: A 10) Gab: D Hibridização (RESUMO) Em química orgânica, existem três tipos de hibridização denominadas sp,sp2 ou sp3. Na maioria dos exercícios, o aluno precisa saber somente o quadro de resumo apresentado a seguir: No ensino médio , podemos fazer a seguinte simplificação: Hibridização sp => Consiste na fusão de um orbital s de formato esférico com um orbital p de formato duplo ovoide (helicoidal), arilsonmartino@hotmail.com 7 originando dois orbitais híbridos com geometria linear. Hibridização sp2 => Consiste na fusão de um orbital s de formato esférico com dois orbitais p de formato duplo ovoide (helicoidal), originando três orbitais híbridos com geometria trigonal plana. Hibridização sp3 => Consiste na fusão de um orbital s de formato esférico com três orbitais p de formato duplo ovoide (helicoidal), originando quatro orbitais híbridos com geometria tetraédrica. Hidrocarbonetos no cotidiano Uma função química consiste em um conjunto de compostos que possuem propriedades químicas semelhantes. Os hidrocarbonetos possuem propriedades químicas variáveis, o que permite dividi-los em várias funções químicas. Hidrocarboneto não é uma função química Alcanos Hidrocarbonetos nos quais todas as ligações carbono-carbono são ligações simples. Os alcanos são conhecidos como parafinas e são amplamentes encontrados na natureza. As principais fontes de alcanos são o gás natural e o petróleo. Fórmula geral CnH2n+2 Ex: Principais alcanos: Metano (CH4) É o principal constituinte do gás natural e também é produto da decomposição anaeróbica (fermentação) de biomassa. Esse processo de decomposição ocorre em larga escala em terrenos alagados e aterros sanitários produzindo uma mistura gasosa denominada biogás, cujo principal constituinte é o metano. Sua principal utilização e como combustível em termoelétricas e automóveis. Conhecido como gás do lixo, gás do pântano e GNV. Quando puro o metano é uma gás incolor , inodoro, não tóxico e menos denso que o ar. Vantagens do GNV: •Não possui enxofre, portanto, sua queima não favorece a formação de chuva ácida. •Praticamente não emite monóxido de carbono (CO), gás altamente tóxico. •Não apresenta impurezas e resíduos aumentando a vida útil do motor. •Economia de gastos com combustível,mais barato que a gasolina e o álcool. Propano (C3H8) e Butano (C4H10) Utilizados como gás de cozinha. Essa mistura é conhecido pela sigla GLP(gás liquefeito do petróleo).Obtido pela destilação fracionada do petróleo. Alcenos ou alquenos Hidrocarbonetos que contêm uma ligação dupla carbono-carbono. Os alcenos são conhecidos como olefinas.Podem ser encontrados em organismos animais e vegetais ,apresentando muitas vezes importantes funções biológicas. Fórmula geral CnH2n Ex: Principal alceno: Eteno(C2H4) Utilizado na produção de álcool combustível, plástico e como agente de amadurecimento de frutas. Conhecido como etileno. Alcinos ou alquinos Hidrocarbonetos que contêm uma ligação tripla (tríplice) carbono- carbono. Fórmula geral CnH2n-2 Ex: Principal alcino: Etino(C2H2) Utilizado com gás de maçarico e na produção de borrachas sintéticas. Conhecido como acetileno. Os maçaricos de oxigênio e acetileno ou oxi-acetileno produzem uma chama,cuja, temperatura pode chegar a 3000oC. A maneira mais fácil de obter etino é através da reação entre carbeto de cálcio e água. CaC2(s) + 2H2O→ Ca(OH)2(aq) + C2H2(g) Síntese do etino 1o etapa => síntese do carbeto de cálcio a partir de carvão 2o etapa => reação do carbeto de cálcio com água (hidrólise) liberando o gás etino Alcadienos Hidrocarbonetos que contêm duas ligações duplas carbono- carbono. Compostos que possuem mais de uma ligação dupla também podem ser classificados como alquenos. Fórmula geral CnH2n-2 Ex: Principal alcadieno: 2-Metilbuta-1,3-dieno(C5H8) Utilizado na produção de borracha sintética. Conhecido como isopreno. Os alacadienos podem ser classificados em: Acumulados ou alênicos duas duplas no mesmo carbono. Propadieno ou aleno Conjugados duas duplas alternadas. H3C CH2 CH2 CH2 CH3 H3C CH CH CH2 CH3 H3C C CH HC CH C + CaO CaC2CO CaC2 + + + H2O Ca(OH)2 3 2 HC CH Etino Carbeto de cálcio carvão ou coque H2C C CH2 arilsonmartino@hotmail.com 8 Isolados duas duplas separadas por duas ou mais ligações simples. Os dienos conjugados possuem maior estabilidade devido à deslocalização dos elétrons π das ligações duplas (ressonância). Exemplo: Ciclanos Hidrocarbonetos cíclicos nos quais todas as ligações carbono- carbono são ligações simples. Fórmula geral CnH2n Ex: Principais ciclanos: Cicloexano(C6H12) Utilizado na fabricação de solventes e náilon. Ciclopropano(C3H6) Utilizado como anestésico. Aromáticos Hidrocarbonetos que possuem um ou mais anéis benzênicos em sua molécula. As principais fontes de aromáticos são o carvão de hulha e o petróleo. Principais aromáticos: Benzeno (C6H6) É um líquido incolor ,de odor agradável bastante volátil.Usado na produção de álcool anidro (como azeótropo), detergentes,inseticidas, como solvente e na produção de várias substâncias químicas como,por exemplo, a anilina.Seus vapores são altamente tóxicos e podem causar leucemia. ou Tolueno(C7H8) Também é um líquido incolor ,de odor agradável bastante volátil.Amplamente utilizado como solvente ou diluente para um grande número de resinas como ,por exemplo, cola de sapateiro.O tolueno também é utilizado na fabricação de TNT, um explosivo extremamente poderoso.Os seus vapores causam um tipo de excitação alcoólica que pode resultar em coma ou morte. Naftaleno(C10H8) É um sólido branco ,com cheiro característico, que sofre sublimação.Utilizado na fabricação de bolinhas de naftalina e como matéria prima na produção de corantes e solventes. Exercícios propostos 01 - (UERJ) Em grandes depósitos de lixo, vários gases são queimados continuamente. A molécula do principal gás que sofre essa queima é formada por um átomo de carbono e átomos de hidrogênio.O peso molecular desse gás, em unidades de massa atômica, é igual a: a)10 b)12 c)14 d)16 02 - (FATEC SP)O gás liquefeito de petróleo, GLP, é uma mistura de propano, C3H8, e butano,C4H10.Logo, esse gás é uma mistura de hidrocarbonetos da classe dos a)alcanos. b)alcenos. c)alcinos. d)cicloalcanos. e)cicloalcenos. 03 - (UDESC SC) A respeito do metano, são feitas as seguintes afirmações: I)O metano é o primeiro membro da série dos alcanos e apresenta-se como um gás incolor e inodoro. II)O metano pode formar-se pela fermentação de material orgânico em depósitos de lixo e em esgotos sanitários, podendo também ser encontrado no gás natural (de 70 a 90%). III)Uma das aplicações do metano, e que se tem difundido em nosso país, é como combustível para veículos automotivos, devido ao seu baixo custo. IV)O metano é um composto orgânico de fórmula molecular C2H2. Assinale a alternativa CORRETA. a)Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. b)Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. c)Somente a afirmativa I é verdadeira. d)Somente a afirmativa a II é verdadeira. e)Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. 04 - (ITA SP) Embrulhar frutas verdes em papel jornal favorece o seu processo de amadurecimento devido ao acúmulo de um composto gasoso produzido pelas frutas.Assinale a opção que indica o composto responsável por esse fenômeno. a) Eteno. b)Metano. c)Dióxido de carbono. d)Monóxido de carbono. e) Amônia. 05 - (UNIFOR CE) A vaporização da grafita, induzida por laser, pode levar à formação de um poliino (molécula linear com ligações triplas). Um pedaço desse poliino, com 20 átomos de carbono, quantas ligações triplas, no máximo, possui? a)6 b)10 c)12 d)18 e)20 06 - (UFPB) O etino (acetileno) é um gás combustível muito usado em maçarico na soldagem de metais. Esse gás pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto). A equação balanceada, que representa a reação de obtenção do etino, é a)CaCO3 + H2O → H2C =CH2 + Ca(OH)2 b)CaC2 + H2O → HC CH + Ca(OH)2 + - CH3 arilsonmartino@hotmail.com 9 c)CaCO3 + 2H2O→ HC CH + Ca(OH)2 d)CaC2 + 2H2O → H2C=CH2 + Ca(OH)2 e)CaC2 + 2H2O → HC CH + Ca(OH)2 07 - (UNESP SP) Indique a afirmação INCORRETA referente à substância química acetileno. a)O acetileno é um gás utilizado nos maçaricos de solda. b)A fórmula molecular do acetileno é C2H4. c)O nome oficial do acetileno é etino. d)Na combustão total do acetileno, foram-se CO2 e H2O. e)Entre os átomos de carbono do acetileno há uma tripla ligação. 08- (ENEM) Moradores sobreviventes da tragédia que destruiu aproximadamente 60 casas no Morro do Bumba, naZona Norte de Niterói (RJ), ainda defendem a hipótese de o deslizamento ter sido causado por uma explosão provocada por gás metano, visto que esse local foi um lixão entre os anos 1960 e 1980.O gás mencionado no texto é produzido a)como subproduto da respiração aeróbia bacteriana. b) pela degradação anaeróbia de matéria orgânica por bactérias. c) como produto da fotossíntese de organismos pluricelulares e autotróficos d) pela transformação química do gás carbônico em condições anaeróbias. e) pela conversão, por oxidação química, do gás carbônico sob condições aeróbias 09- (ENEM) A China comprometeu-se a indenizar a Rússia pelo derramamento de benzeno de uma indústria petroquímica chinesa no rio Songhua, um afluente do rio Amur, que faz parte da fronteira entre os dois países. O presidente da Agência Federal de Recursos de Água da Rússia garantiu que o benzeno não chegará aos dutos de água potável, mas pediu à população que fervesse a água corrente e evitasse a pesca no rio Amur e seus afluentes.As autoridades locais estão armazenando centenas de toneladas de carvão, já que o mineral é considerado eficaz absorvente de benzeno.Levando-se em conta as medidas adotadas para a minimização dos danos ao ambiente e à população, é correto afirmar que a) o carvão mineral, ao ser colocado na água, reage com o benzeno, eliminando-o. b) o benzeno é mais volátil que a água e, por isso, é necessário que esta seja fervida. c) a orientação para se evitar a pesca deve-se à necessidade de preservação dos peixes. d) o benzeno não contaminaria os dutos de água potável, porque seria decantado naturalmente no fundo do rio. e) a poluição causada pelo derramamento de benzeno da indústria chinesa ficaria restrita ao rio Songhua. GABARITO: 01) Gab: D 02) Gab: A 03) Gab: E 04) Gab: A 05) Gab: B 06) Gab: E 07) Gab: B 08) Gab: B 09) Gab: B Exercício proposto 1)Qual a nomenclatura IUPAC dos compostos abaixo? a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) l) m) n) arilsonmartino@hotmail.com 10 o) p) q) r) s) t) u) v) x) z) Gabarito a) 3-metileptano b) 5-terc-butil-6-etil-2,7-dimetildecano c) 2,2,4,4-tetrametilpentano d) 7-fenil-4-isopropil-3-propilnon-1-eno e) 3-benzil-2,6-dimetiloct-4-ino f) 2,3,5-trimetil-4-propileptano g) 4-isobutil-2,5-dimetileptano h) 3,6-dietil-2,7,7-trimetiloct-2-eno i) 5-etil-3,4,7-trimetilnonano j) Isopropilciclobutano l) 1-etil-2-metilciclopentano m) 2-etil-4-isopropil-1-metilcicloexano n) 3-terc-butilcicloexeno o) Cicloexa-1,3-dieno p) 1-sec-Butilciclopenteno q) Metilbenzeno ou tolueno r) 1-etil-3-metil-2-propilbenzeno s) 1,3 -diisopropilbenzeno ou m-diisopropilbenzeno t)1,4-dietilbenzeno ou p-dietilbenzeno u) 1- metilnaftaleno v) 1,2-dimetilbenzeno ou o-dimetilbenzeno ou o-xileno x) 3-etil-6-metil-4-vinilocta-2,4-dieno z) Vinilbenzeno ou Etenilbenzeno ou Estireno Propriedades físicas Existem milhares de compostos orgânicos ao nosso redor com propriedades físicas semelhantes ou bastante diferentes. Por exemplo, o butano utilizado como combustível nos fogõesse apresenta nas condições ambientes como um gás, o óleo vegetal, como um líquido, e o açúcar, como um sólido. O açúcar é solúvel em água e o óleo vegetal é insolúvel, já o butano pode se dissolver no óleo vegetal e não se dissolve em água. Todos esses compostos são orgânicos e, no entanto, possuem propriedades físicas muito diferentes. As propriedades físicas que nos interessam neste momento são aquelas que são utilizadas corriqueiramente nos trabalhos comuns de um laboratório ou em nosso cotidiano, como ponto de fusão, ponto de ebulição e solubilidade. O estado físico dos compostos orgânicos nas condições ambientes é explicado pelos valores dos pontos de ebulição e fusão de cada composto, e a solubilidade em um determinado solvente, pela polaridade de suas moléculas. Esses fatores estão diretamente relacionados com as forças intermoleculares ou forças de Van der Waals, que são as forças de atração existentes entre as moléculas de um composto molecular. Por isso, faremos agora uma breve revisão desses conceitos. Polaridade de moléculas A polaridade de uma molécula é determinada pela soma dos momentos de dipolo de todas as ligações. Por se tratar de uma operação vetorial, a geometria da molécula deve ser respeitada no somatório dos momentos de dipolo.Quando o somatório dos momentos de dipolo for igual a zero a molécula é apolar e quando o somatório for diferente de zero polar.Observe os exemplos abaixo: CH3 CH3 CH3 arilsonmartino@hotmail.com 11 Em relação a polaridade de compostos orgânicos os principais pontos são: ➢ Todos os hidrocarbonetos são apolares. ➢ Os grupos que tornam as moléculas polares apresentam átomos de alta eletronegatividade como: oxigênio, nitrogênio e halogênios. ➢ Quanto maior for o número de grupos polares, maior é a polaridade do composto. ➢ A polaridade dos compostos orgânicos está diretamente relacionada como o tamanho da cadeia carbônica. Quanto maior a cadeia(número de carbonos) , maior é o caráter apolar do composto. ➢ Quanto maior for o número de grupos polares, maior é a polaridade do composto. ➢ Ao avaliarmos a polaridade de uma molécula orgânica, devemos analisar qual caráter, polar ou apolar, predomina na molécula. Forças intermoleculares ou forças de Van der Waals A força intramolecular que prende os átomos dentro de uma molécula é a ligação covalente. As forças de atração entre as moléculas são de natureza elétrica. Essas forças podem ser divididas em : dipolo-dipolo (dipolo permanente), ligação de hidrogênio e forças de London (dipolo induzido). Dipolo-dipolo ou dipolo permanente(DD) Se as moléculas de uma substância contém um dipolo permanente (devido à polaridade de uma ou mais de suas ligações covalentes), então podemos facilmente ver como essas moléculas atraem umas às outras: o lado positivo do dipolo de uma molécula atrai o lado negativo do dipolo da outra molécula. Esta força existe, portanto, entre moléculas polares (μr ≠ 0). Exemplo: As principais funções orgânicas que apresentam esse tipo de interação entre suas moléculas são: aldeídos, cetonas, éteres, ésteres, aminas terciárias, amidas dissubstituídas, haletos de alquila e acila. Ligações de Hidrogênio (LH) São interações do tipo dipolo-dipolo muito fortes, as quais ocorrem com moléculas que possuem átomos de hidrogênio ligados diretamente a átomos bastante eletronegativos, como oxigênio, nitrogênio ou flúor, e outra molécula que possua átomos eletronegativos, como os citados anteriormente, com pares de elétrons não ligantes. A ligação de hidrogênio é muito mais forte que a interação dipolo-dipolo que ocorre nos demais compostos orgânicos polares.As principais funções orgânicas que apresentam esse tipo de interação entre suas moléculas são: álcoois, fenóis, ácidos carboxílicos, aminas primárias e secundárias e amidas não substituídas e monossubstituídas. É importante lembrar que aldeídos, cetonas, éteres, ésteres e aminas terciárias podem formar ligações de hidrogênio com a água devido à presença do oxigênio e nitrogênio. Forças de London ou dipolo induzido O OH Cadeia de carbonos pequena Predomina o caráter polar do grupo carboxila O OH Cadeia de carbonos grande Predomina o caráter apolar da cadeia carbônica arilsonmartino@hotmail.com 12 Ocorrem quando as moléculas não contêm dipolos (são apolares), como é que elas podem se atrair? Pense numa molécula como uma entidade não estática, mas contendo elétrons em constante movimento; é razoável pensar que num determinado momento a distribuição nessa molécula pode não ser perfeitamente simétrica, e apareçam então pequenos dipolos instantâneos neste momento. Esses dipolos desaparecerão em muito pouco tempo, podendo levar a uma molécula neutra ou a outros dipolos, inclusive contrários; mas no curto espaço de tempo em que eles existem, eles podem induzir a formação de dipolos contrários na molécula vizinha, levando as duas a se atraírem mutuamente. Exemplo: Os principais compostos orgânicos que apresentam esse tipo de interação são os hidrocarbonetos. Polaridade e temperatura de ebulição dos compostos orgânicos Quanto maior for à intensidade das forças intermoleculares, maior será a temperatura de ebulição. →→→→→→→→→→→→→→→→→ Ordem crescente de força de atração (intensidade) Para moléculas com o mesmo tipo de interação, quanto maior for o tamanho da molécula, maior será sua temperatura de ebulição. Para moléculas com o mesmo tipo de interação e mesma fórmula molecular, a comparação das temperaturas de ebulição e fusão deve ser feita com base no número de ramificações. Quanto maior o número de ramificações, menor será a temperatura de ebulição. À medida que o número de ramificações aumenta, a estrutura torna-se mais compacta, ou seja, sua área superficial diminui e, consequentemente, diminui o contato entre as moléculas. Atenção !! ➢ Algumas moléculas orgânicas podem possuir grupos que podem formar ligações de hidrogênio muito próximos um do outro, permitindo a formação de ligações de hidrogênio dentro da própria molécula, ou seja, ligações de hidrogênio intramoleculares. Os desenhos a seguir representam ligações de hidrogênio intra(dentro) e intermoleculares(entre). ➢ As ligações de hidrogênio intramoleculares, contribuem menos para a elevação dos pontos de fusão e ebulição por que reduzem o número de ligações de hidrogênio entre as moléculas resulatando, portanto, em pontos de fusão e ebulição mais baixos que o esperado.Observe a comparação a segui: Solubilidade em água Substâncias apolares tendem a se dissolver em solventes apolares e substâncias polares tendem a se dissolver em solventes polares. “Semelhante dissolve semelhante” Compostos orgânicos polares com cadeia carbônica pequena são solúveis em água. A medida que a cadeia carbônica aumenta a solubilidade diminui. O O H H LH intra O O H LH intra O H H O LH inter H3C N H H N H H CH3 LH inter O O H H O O H H LH inter LH intra PE = 246281 oCC oPE = M=110g/molM=110g/mol arilsonmartino@hotmail.com 13 Para compostos que possuem um grupo polar(hidrofílico), podemos adotar as seguintes regras: ➢ Compostos com 1 a 3 átomos de carbono são solúveis; ➢ Compostos com 4 a 5 átomos de carbono estão no limite da solubilidade; ➢ Compostos com mais de 6 átomos são insolúveis. Atenção! ➢ Substâncias lipossolúveis são aquelas que são solúveis em óleos e gorduras. São predominantemente apolares. ➢ Substâncias hidrossolúveis são aquelas que são solúveis em água. São predominantemente polares. Exercícios propostos 01 - (UFG GO) O octano, C8H18, possui diversos isômeros de cadeia, os quais apresentam propriedades físicas diferentes. Dos isômeros a seguir, o quetem o menor ponto de ebulição é o seguinte: a) b) c) d) e) 02 - (UFTM MG) Compostos orgânicos contendo halogênios, oxigênio ou nitrogênio podem ser produzidos a partir de hidrocarbonetos, e são empregados em processos industriais como matéria-prima ou solventes.Considerando os compostos, em estado líquido, I. H3C F II. H3C O O H3C CH3 III. H2N NH2 , as principais interações intermoleculares que ocorrem em cada um deles são, respectivamente, a)dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio; dipolo-dipolo. b)dipolo-dipolo; dipolo-dipolo; ligação de hidrogênio. c)ligação de hidrogênio; dipolo-dipolo; dipolo-dipolo. d)ligação de hidrogênio, dipolo-dipolo, ligação de hidrogênio. e)ligação de hidrogênio, ligação de hidrogênio, dipolodipolo. 03 - (ENEM) Os hidrocarbonetos são moléculas orgânicas com uma série de aplicações industriais. Por exemplo, eles estão presentes em grande quantidade nas diversas frações do petróleo e normalmente são separados por destilação fracionada, com base em suas temperaturas de ebulição. O quadro apresenta as principais frações obtidas na destilação do petróleo em diferentes faixas de temperaturas. Na fração 4, a separação dos compostos ocorre em temperaturas mais elevadas porque a)suas densidades são maiores. b)o número de ramificações é maior. c)sua solubilidade no petróleo é maior. d)as forças intermoleculares são mais intensas. e)a cadeia carbônica é mais difícil de ser quebrada. 04 - (UFV MG) É CORRETO afirmar que o ácido acético (CH3CO2H) é capaz de realizar ligação de hidrogênio com moléculas de: a)cicloexano. b)benzeno. c)éter dietílico. d)1,2-dietilbenzeno. 05 - (UFV MG) Observe os álcoois abaixo: CH3OH A CH3CH2OH B HOCH2CH2OH C CH3CHCH3 D OH A ordem crescente de temperatura de ebulição desses álcoois é: a)A, B, C, D. b)B, A, C, D. c)A, C, B, D. d)A, B, D, C. 06 - (ENEM) O carvão ativado é um material que possui elevado teor de carbono, sendo muito utilizado para a remoção de compostos orgânicos voláteis do meio, como o benzeno. Para a remoção desses compostos, utiliza-se a adsorção. Esse fenômeno ocorre por meio de interações do tipo intermoleculares entre a superfície do carvão (adsorvente) e o benzeno (adsorvato, substância adsorvida).No caso apresentado, entre o adsorvente e a substância adsorvida ocorre a formação de: a)Ligações dissulfeto. b)Ligações covalentes. c)Ligações de hidrogênio. d)Interações dipolo induzido – dipolo induzido. e)Interações dipolo permanente – dipolo permanente. 07 - (ENEM) Em um laboratório de química foram encontrados cinco frascos não rotulados, contendo: propanona, água, tolueno, tetracloreto de carbono e etanol. Para identificar os líquidos presentes nos frascos, foram feitos testes de solubilidade e inflamabilidade. Foram obtidos os seguintes resultados: - Frascos 1, 3 e 5 contêm líquidos miscíveis entre si; - Frascos 2 e 4 contêm líquidos miscíveis entre si; - Frascos 3 e 4 contêm líquidos não inflamáveis. Com base nesses resultados, pode-se concluir que a água está contida no frasco a)1. b)2. c)3. d)4. e)5. arilsonmartino@hotmail.com 14 08- (ENEM) O diclorodifeniltricloroetano (DDT) é o mais conhecido dentre os inseticidas do grupo dos organoclorados, tendo sido largamente usado após a Segunda Guerra Mundial para o combate aos mosquitos vetores da malária e do tifo. Trata-se de um inseticida barato e altamente eficiente em curto prazo, mas, em longo prazo, tem efeitos prejudiciais à saúde humana.O DDT apresenta toxicidade e característica lipossolúvel.Nos animais, esse composto acumula-se, preferencialmente, no tecido a)ósseo. b)adiposo. c)nervoso. d)epitelial. e)muscular. 09- (ENEM) A absorção e o transporte de substância tóxicas em sistemas vivos dependem da facilidade com que estas se difundem através das membranas das células. Por apresentar propriedades químicas similares, testes laboratoriais empregam o octan-1-ol como modelo da atividade das membranas. A substância a ser testada é adicionada a uma mistura bifásica do octan-1-ol com água, que é agitada e, ao final, é medido o coeficiente de partição octan-1-ol:água (Koa): a oct oa C C K = , em que Coct é a concentração da substância na fase do octan-1-ol, e Ca a concentração da substância na fase aquosa.Foram avaliados cinco poluentes de sistemas aquáticos: benzeno, butano, éter dietílico, fluorobutano e metanol. O poluente que apresentou Koa tendendo a zero é o a)éter dietílico. b)fluorobutano. c)benzeno. d)metanol. e)butano. 10 - (ENEM) Em sua formulação, o spray de pimenta contém porcentagens variadas de oleorresina de Capsicum, cujo princípio ativo é a capsaicina, e um solvente (um álcool como etanol ou isopropanol). Em contato com os olhos, pele ou vias respiratórias, a capsaicina causa um efeito inflamatório que gerar uma sensação de dor e ardor, levando à cegueira temporária. O processo é desencadeado pela liberação de neuropeptídios das terminações nervosas.Quando uma pessoa é atingida com o spray de pimenta nos olhos ou na pele, a lavagem da região atingida com água é ineficaz porque a a)reação entre etanol e água libera calor, intensificando o ardor. b)solubilidade do princípio ativo em água é muito baixa, dificultando a sua remoção. c)permeabilidade da água na pele é muito alta, não permitindo a remoção do princípio ativo. d)solubilização do óleo em água causa um maior espalhamento além das áreas atingidas. e)ardência faz evaporar rapidamente a água, não permitindo que haja contato entre o óleo e o solvente. GABARITO: 01) Gab: D 02) Gab: B 03) Gab: D 04) Gab: C 05) Gab: A 06) Gab: D 07) Gab: C 08) Gab: B 09) Gab: D 10) Gab: B Isomeria Isomeria vem do grego e significa "mesma composição" (iso = mesma(s); meros = partes). A isomeria é um fenômeno muito comum em química orgânica e explica o fato de cerca de 90% de todos os compostos atualmente conhecidos no planeta Terra sejam orgânicos.Uma mesma fórmula molecular pode representar diversos composto diferentes.Observe os exemplos a seguir: C3H8 → não possui isômeros C4H10 → 2 isômeros C5H12 → 3 isômeros C10H22 →75 isômeros C20H42→ 366 319 isômeros Isomeria é o fenômeno de dois ou mais compostos apresentarem a mesma fórmula molecular e fórmulas estruturais diferentes. Os compostos com estas características são chamados isômeros. Isomeria Plana ou constitucional Na isomeria plana os isômeros possuem fórmulas estruturais planas diferentes,ou seja,possuem conectividade diferentes entre os átomos.Os isômeros planos são denominados isômeros constitucionais.A figura a seguir mostra um par de isômeros planos: Os isômeros planos possuem propriedades físicas diferentes e podem apresentar propriedades químicas semelhantes ou extremamente diferentes em alguns casos.A isomeria plana se divide em cinco casos: 1) Isomeria de Cadeia(núcleo) = São isômeros pertencentes a uma mesma função química com cadeias carbônicas diferentes. Fórmula molecular C4H10 Fórmula molecular C3H9N 2) Isomeria de Posição= São isômeros de mesma função química, de mesma cadeia carbônica e que diferem pela posição de um grupo funcional, ramificação ou insaturação. H3C CH2 CH2 CH3 H3C CH CH3 CH3 Cadeia normal Cadeia ramificada H3C CH2 CH2 NH2 H3C N CH3 CH3 Cadeia homogênea Cadeia heterogênea arilsonmartino@hotmail.com 15 3) Isomeria de Função= Os isômeros de função pertencem a funções químicas diferentes. Os casos principais de isomeria funcional são: ➢ álcool e éter ➢ cetona e aldeído ➢ álcool aromático, fenol e éter aromático ➢ ácido e éster ➢ Nitrila e isonitrila 4)Isomeria de Compensação ou Metameria= São isômeros de mesmafunção química com cadeias carbônicas diferentes, porém, com a mesma classificação. Normalmente, as cadeias se diferenciam quanto à posição de um heteroátomo. Os isômeros possuem cadeias principais com prefixos diferentes. 5)Tautomeria ou Isomeria Dinâmica = A tautomeria é um caso particular de isomeria funcional. Os isômeros pertencem a funções químicas diferentes, com a característica de um deles ser mais estável que o outro. No entanto, os isômeros não podem existir um sem o outro. Eles coexistem no estado líquido ou em solução, mediante equilíbrio químico (dinâmico). Um isômero se transforma no outro pela transposição intramolecular simultânea de um átomo de hidrogênio e uma ligação pi. Os principais exemplos de tautomeria são os equilíbrios entre aldeídos e cetonas com enóis. Existem outros casos de tautomeria como, por exemplo, o equilíbrio amida e iminoálcool. Sempre que os isômeros coexistirem em equilíbrio a denominação da isomeria é tautomeria. Propriedades físico-químicas Isômero de cadeia, posição e compensação => Propriedades químicas semelhantes e físicas diferentes. Isômeros funcionais e tautômeros => Propriedades químicas e físicas diferentes. Atenção! O número de isômeros planos é determinado pelo método da tentativa, ou seja, devemos desenhar o número máximo possível de estruturas que obedeçam a fórmula molecular solicitada pelo enunciado do problema. Exercícios propostos 01 - (UFRR) Quais das seguintes estruturas representam combinações de isômeros constitucional? CH3CHCH2Br CH3 II CH3CHCH2CH3 CH2Br III CH3CCH2Br CH3 CH3 IV Br I Assinale a alternativa que os identificam, respectivamente: a)I, II, e III b)I e II c)II e III d)I, III, e IV e)II, III, e IV 02 - (UNIR RO) Qual o número máximo de isômeros planos de cadeia aberta que existem com a fórmula C4H7Cl? a)5 b)3 c)2 d)8 e)10 OH OH H3C CH CH CH3 H2C CH CH2 CH3 2 3 12 H3C CH2 OH H3C O CH3 Álcool Éter C2H6O H3C CH2 C O H H3C C CH3 O Aldeído Cetona C3H6O cíclica homogênea ramificada saturada cíclica homogênea ramificada saturada EtilciclobutanoMetilciclopentano O NH2 NH OH arilsonmartino@hotmail.com 16 03 - (UFAM) O número de isômeros de cadeia do C5H12, C6H14, C7H16 , são, respectivamente: a)3, 5, 9 b)4, 5, 6 c)4, 5, 8 d)3, 6, 7 e)10, 12, 14 04 - (ENEM) As abelhas utilizam a sinalização química para distinguir a abelha-rainha de uma operária, sendo capazes de reconhecer diferenças entre moléculas. A rainha produz o sinalizador químico conhecido como ácido 9-hidroxidec-2-enoico, enquanto as abelhas-operárias produzem ácido 10-hidroxidec-2-enoico. Nós podemos distinguir as abelhas- operárias e rainhas por sua aparência, mas, entre si, elas usam essa sinalização química para perceber a diferença. Pode-se dizer que veem por meio da química.As moléculas dos sinalizadores químicos produzidas pelas abelhas rainha e operária possuem diferença na a)fórmula estrutural. b)fórmula molecular. c)identificação dos tipos de ligação. d)contagem do número de carbonos. e)identificação dos grupos funcionais. 05 - (UERJ) O ácido cianúrico é um agente estabilizante do cloro usado como desinfetante no tratamento de águas. Esse ácido pode ser representado pelas duas fórmulas estruturais a seguir: N N N OH OHHO N N N O OO H H H Em relação à isomeria, essas duas estruturas representam compostos classificados como: a)oligômeros b)tautômeros c)estereoisômeros d)diastereoisômeros 06 - (Univag MT) Os éteres etoxietano e metoxipropano já foram utilizados como anestésicos, exercendo eficiente ação paralisante sobre o sistema nervoso.O tipo de isomeria plana presente entre os éteres mencionados é de a)cadeia. b)tautomeria. c)compensação. d)função. e)posição. 07 - (UFOP MG) A fenilcetonúria é uma doença que pode causar retardamento mental se não for diagnosticada no tempo certo. O diagnóstico pode ser feito por meio de um teste simples, em que gotas de solução diluída de cloreto férrico são adicionadas à fralda molhada de urina de uma criança. Dependendo da coloração desenvolvida, identifica-se o ácido fenilpirúvico, que se encontra sob as seguintes formas, de acordo com o equilíbrio: I II CH2 C O COOH CH C OH COOH Pode-se afirmar que as estruturas I e II desse equilíbrio constituem um par de: a)estereoisômeros óticos. b)estereoisômeros geométricos. c)estruturas de ressonância. d)tautômeros. 08 - (UEG GO) Abaixo, estão apresentadas as estruturas do propanol e do isopropanol. Apesar de apresentarem o mesmo grupo funcional, esses compostos podem conter algumas propriedades físicas e químicas diferentes. OH propanol OH isopropanol A comparação das estruturas dos dois compostos permite concluir que a) ambos apresentam átomos de carbono com hibridização sp2. b) ambos são isômeros constitucionais. c) o propanol apresenta menor temperatura de ebulição. d) somente o isopropanol apresenta um carbono quiral. 09 - (PUC SP) O ácido butanoico é formado a partir da ação de microorganismos sobre moléculas de determinadas gorduras, como as encontradas na manteiga. Seu odor característico é percebido na manteiga rançosa e em alguns tipos de queijo. São isômeros do ácido butanoico as substâncias a)butanal, butanona e ácido 2-metilbutanoico. b)acetato de metila, etóxi etano e butan-2-ol. c)butan-1-ol, acetato de etila e etóxi etano. d)ácido metilpropanoico, butanona e ácido pentanoico. e)acetato de etila, ácido metilpropanoico e propanoato de metila. 10 - (Mackenzie SP)Considere a nomenclatura IUPAC dos seguintes hidrocarbonetos. I - metilciclobutano. II - 3-metil-pentano. III - pentano. IV - ciclo-hexano. V - pent-2-eno. A alternativa que relaciona corretamente compostos isoméricos é a)I e III. b)III e V. c)I e V. d)II e IV. e)II e III. GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: D 3) Gab: A 4) Gab: A 5) Gab: B 6) Gab: C 7) Gab: D 8) Gab: B 09) Gab: E 10) Gab: C Isomeria espacial Os isômeros que apresentam isomeria espacial são denominados estereoisômeros. Os estereoisômeros são isômeros que possuem as mesmas conectividades (ligações), mas diferem pelo arranjo dos átomos no espaço. Isomeria plana = conectividade diferente entre os átomos (isômeros constitucionais). Isomeria espacial = conectividade igual entre os átomos (estereoisômeros). A isomeria espacial se divide em dois casos: geométrica e óptica. Isomeria geométrica A isomeria geométrica é causada quando não existe livre rotação da rotação entre dois átomos de carbono. O impedimento da rotação pode ser causado por uma ligação dupla ou pelo fato da cadeia ser fechada. Uma ligação π é formada pela superposição (overlap) lateral de orbitais “p”, portanto, a rotação da ligação acaba com essa superposição resultando na quebra da ligação. arilsonmartino@hotmail.com 17 A energia necessária para efetuar a rotação em uma ligação sigma C-C é de 10 a 20 kJ/mol, já em uma ligação dupla C=C esse valor é de aproximadamente 260kJ/mol. Esse alto valor de energia não está disponível para uma molécula à temperatura ambiente permitindo assim a existência de estereoisômeros. “Estereoisômeros” Nas cadeias fechadas a rotação é impedida pelo fato dos carbonos formarem um anel o que impede a rotação total em torno dos seus eixos sem que haja rompimento do anel. No entanto isso não significa que toda cadeia com uma dupla ou anel apresente isomeria geométrica. Essa particularidade só pode ocorrer se as seguintes condições forem obedecidas: Para diferenciar os isômeros geométricos existem dois sistemas de nomenclatura: cis/trans e E/Z. Sistema cis/trans de nomenclatura Esse é um sistema antigo de nomenclatura da IUPAC que deveser utilizado apenas em alcenos (alquenos) dissubstituídos. Isômero cis = átomos de hidrogênio de um mesmo lado. Isômero trans =átomos de hidrogênio em lados opostos. O isômero trans é mais estável que o cis. A maior instabilidade do isômero cis é justificada pela aglomeração dos dois grupos maiores do mesmo lado da molécula causando uma tensão de repulsão entre eles. Estereoisômeros que não são imagens especulares uns dos outros são chamados diastereômeros ou diastereoisômeros. Em alcenos trissubstituídos e tetrassubstituídos esse sistema pode se tornar ambíguo, não sendo, portanto recomendado. Sistema E/Z de nomenclatura As denominações E eZ podem ser utilizadas em qualquer estereoisômero, por isso, é o sistema recomendado atualmente pela IUPAC pra diferenciar isômeros geométricos. Nesse sistema os grupos ligados a cada carbono da dupla ou do anel são colocados em ordem de prioridade. A prioridade é determinada pelo número atômico do átomo que está ligado diretamente a dupla ou anel. Considere o exemplo apresentado a seguir: Por ser tratar de um alceno trissubstituído o sistema cis/trans não pode ser utilizado. A ordem de prioridade dos grupos ligados a dupla é a seguinte: 53I > 17Cl > 9F> 1H Se os grupos de maior prioridade estiverem em lados opostos o isômero será designado pela letra E (do alemão Entgegen, ‘opostos’) e se estiverem do mesmo lado Z(do alemão Zusammen, ‘juntos’). C C R1 H H R2 C C R1 H R2 H C C H3C H H CH3 C C H3C H CH3 H cis-but-2-eno trans-but-2-eno C C F H I Cl arilsonmartino@hotmail.com 18 Quando os átomos ligados aos carbonos da ligação dupla ou ao anel forem iguais, o desempate de prioridade e feito comparando-se as prioridades dos elementos ligados a cada um desses átomos.Observe o seguinte exemplo: Atenção! Todo isômero cis é Z , mas nem todo isômero Z é cis. Todo isômero trans é E , mas nem todo isômero E é trans. Propriedades físicas dos isômeros geométricos Os isômeros geométricos possuem propriedades físicas diferentes.Observe no quadro abaixo a comparação entre dois estereoisômeros geométricos: Propriedade cis-1,2-dicloroeteno trans-1,2- dicloroeteno Ponto de fusão -80,5oC -50oC Ponto de ebulição 60,3oC 47,5oC Densidade 1,28g/cm3 1,26g/cm3 As temperaturas diferentes do ponto de ebulição são uma consequência da diferença de polaridade dos isômeros. O isômero cis é polar por possuir um vetor resultante de momento de dipolo (μ) diferente de zero e o isômero trans é apolar por possuir resultante é igual a zero. Portanto, as forças intermoleculares nos isômeros trans e cis são, respectivamente, forças de London ou dipolo induzido e dipolo-dipolo ou dipolo permanente. Assim, no isômero trans, as forças intermoleculares são mais fracas e a quantidade de energia necessária para rompê-las é menor, o que resulta em um menor ponto de ebulição. Esse mesmo raciocínio não é válido para o ponto de fusão, já que o isômero trans possui maior ponto de fusão que o cis. As temperaturas de fusão dependem do empacotamento das moléculas no estado sólido (empacotamento molecular). Compostos cujas moléculas se agrupam de forma mais compacta no estado sólido possuem maiores pontos de fusão. Lembre-se de que as forças intermoleculares aumentam com a diminuição da distância. Os isômeros trans possuem moléculas que podem se agrupar compactamente devido ao formato em “ziguezague” das moléculas. Já os isômeros cis possuem um arranjo menos compacto, pois o formato em “U” da molécula dificulta a aproximação. Portanto, a maior proximidade das moléculas trans no estado sólido resulta em uma maior força de atração entre elas (atração intermolecular), aumentando o ponto de fusão. (a) O isômero trans possui empacotamento molecular mais compacto, ou seja, moléculas mais próximas. (a)O isômero cis possui empacotamento molecular menos compacto, ou seja, moléculas mais distantes. As propriedades químicas dos isômeros geométricos são diferentes, principalmente em sistemas biológicos. Exercícios propostos 01 - (UFG GO) Em uma etapa do ciclo do ácido cítrico, a enzima fumarase converte fumarato (sal do ácido fumárico) em L-malato, mas não converte maleato (sal do ácido maleico) em D-malato, conforme equações químicas I e II, apresentadas a seguir. I) C C H COO- H-OOC H2O fumarase fumarato COO- C HHO CH2 COO- L-malato D-malato COO- C OHH CH2 COO-maleato H2O fumarase C C H COO- COO-H II) A reação representada em II não ocorre porque a)o maleato é um sal com mais cargas que o fumarato. b)o grau de insaturação do maleato é menor que o do fumarato. c)a dupla ligação do fumarato é mais fraca que a do maleato. d)o pKa1 do fumarato é maior que o pKa1 do maleato. e)a fumarase só age no fumarato, pois ele tem isomeria trans. Cl ClCl ClCl ClCl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl(a) (b) arilsonmartino@hotmail.com 19 02 - (ENEM) Na hidrogenação parcial de óleos vegetais, efetuada pelas indústrias alimentícias, ocorrem processos paralelos que conduzem à conversão das gorduras cis em trans. Diversos estudos têm sugerido uma relação direta entre os ácidos graxos trans e o aumento do risco de doenças vasculares.Qual tipo de reação química a indústria alimentícia deve evitar para minimizar a obtenção desses subprodutos? a)Adição. b)Ácido-base. c)Substituição. d)Oxirredução. e)Isomerização. 03 - (UERGS) Dos compostos orgânicos a seguir C C H H Br Br 1 C C Cl H Cl H 2 C C OH Br H Cl 3 apresenta(m) isomeria geométrica a)Apenas 2. b)Apenas 3. c)Apenas 1 e 2. d)Apenas 1 e 3. e)Apenas 2 e 3. 04 - (UFLA MG)As estruturas químicas abaixo (I e II) correspondem aos isômeros formadores do “citral”, componente majoritário encontrado no óleo de capim‐citronela. Esses isômeros são classificados como: CHO OHC I II a)Diastereoisômeros b)Isômeros funcionais c)Isômeros de cadeia d)Enantiômeros 05 - (ENEM) Em algumas regiões brasileiras, é comum se encontrar um animal com odor característico, o zorrilho. Esse odor serve para a proteção desse animal, afastando seus predadores. Um dos feromônios responsáveis por esse odor é uma substância que apresenta isomeria trans e um grupo tiol ligado à sua cadeia.A estrutura desse feromônio, que ajuda na proteção do zorrilho, é a) b) c) d) e) 06 - (UESPI) A fórmula estrutural abaixo representa um feromônio isolado de um inseto que causa danos às plantações de uma importante cultura agrícola do Brasil. Em relação a esta molécula, é correto afirmar que ela: OCOCH3 a)não apresenta isomeria geométrica. b)possui duas ligações duplas com configuração geométrica Z, e uma com configuração E. c)possui duas duplas com configuração geométrica trans, e uma com configuração cis. d)apresenta isomeria óptica. e)possui um grupo carboxila. 07 - (UFAM) O feromônio disparlure, cuja estrutura pode ser representada como abaixo, tem sido utilizado no manejo integrado de controle biológico de pragas, especialmente cultivo e manejo de florestas. Sobre o disparlure podemos afirmar corretamente que: O HH Disparlure a)Contém três carbonos quirais b)Apresenta isomeria geométrica cis-trans c)Contém três carbonos terciários d)É um éster e)É um óxido heterogêneo 04 - (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 fruto. São agentes altamente específicos e seus compostos químicos podem ser empregados em determinados cultivos, conforme ilustrado no quadro.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. 09 - (ENEM) Pesquisas demonstram que nanodispositivos baseados em movimentos de dimensões atômicas, induzidos por luz, poderão ter aplicações em tecnologias futuras, substituindo micromotores, sem a necessidade de componentes mecânicos. Exemplo de movimento molecular induzido pela luz pode ser observado pela flexão de uma lâmina delgada de silício, ligado a um polímero de azobenzeno e a um material suporte, em dois comprimentos de onda, conforme ilustrado na figura. Com a aplicação de luz ocorrem reações reversíveis da cadeia do polímero, que promovem o movimento observado. arilsonmartino@hotmail.com 20 O fenômeno de movimento molecular, promovido pela incidência de luz, decorre do(a) a)movimento vibracional dos átomos, que leva ao encurtamento e à relaxação das ligações. b)isomerização das ligações N=N, sendo a forma cis do polímero mais compacta que a trans. c)tautomerização das unidades monométricas do polímero, que leva a um composto mais compacto. d)ressonância entre os elétrons do grupo azo e os do anel aromático que encurta as ligações duplas. e)variação conformacional das ligações N=N, que resulta em estruturas com diferentes áreas de superfície. 10 - (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 par 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) GABARITO: 1) Gab: E 2) Gab: E 3) Gab: E 4) Gab: E 5) Gab: B 6) Gab: B 7) Gab: B 8) Gab: C 9) Gab: B 10) Gab: A Isomeria Óptica A isomeria óptica é um caso particular da isomeria espacial que só ocorre em moléculas quirais. O termo quiral se refere a ausência de simetria(assimétrico).Um objeto quiral não é idêntico a sua imagem especular, a imagem e o objeto não são superponíveis.Existem vários exemplos de objetos e de organismos quirais em nosso cotidiano e na natureza. Um exemplo comum de ser citado é o das mãos. O termo quiral vem da palavra grega cheir, que significa ‘mão’. A ausência de quiralidade também se manifesta em nível molecular. Uma molécula quiral não é idêntica a sua imagem no espelho.As moléculas quirais não possuem plano de simetria. “Moléculas diferentes” Para ocorrer a quiralidade em uma molécula ela deve ter um ou mais carbonos assimétricos ou possuir assimetria molecular devido a algum fator estrutural. O carbono assimétrico também pode ser denominado quiral, estereocentro ou estereogênio. Exercício resolvido 01 – Qual o número de carbonos quirais em cada composto abaixo?Justifique indicando os carbonos assimétricos com uma seta. arilsonmartino@hotmail.com 21 a) Resolução a) Seis carbonos assimétricos b) Dois carbonos assimétricos c) Dois carbonos assimétricos d) Nenhum carbono assimétricos Isômeros ópticos Existem duas classes de isômeros ópticos: Enantiômeros = estereoisômeros que são imagens especulares um do outro, que não se superpõem. Diastereômeros = estereoisômeros que não são imagens especulares um do outro e que não se superpõem. O termo enantiômeros às vezes é substituído por antípodas ópticos ou enantiomorfos e diastereômeros por diastereoisômeros. Enantiômeros Somente moléculas quirais podem apresentar enantiômeros. Os enantiômeros possuem propriedades físicas como pontos de ebulição, pontos de fusão, densidade, solubilidade e índice de refração iguais. Por isso, uma mistura de enantiômeros é muito difícil de ser separada. A separação de um par de enantiômeros é denominada resolução e a primeira da história foi realizada por Louis Pasteur em 1848. Pasteur isolou os enantiômeros do sal tartarato de sódio e amônio por catação. Apesar de muito parecidos os enantiômeros podem apresentar várias propriedades, como cheiro, sabor ,propriedades biológicas e químicas,completamente diferentes. Os enantiômeros só exibem comportamento diferente quando interagem com outras moléculas quirais ou com a luz polarizada um fenômeno eletromagnético que será estudado no próximo tópico. Luz Polarizada A luz natural é uma onda eletromagnética que possui infinitos planos de vibração, e a luz polarizada possui um único plano de vibração. Cl OH OH OH arilsonmartino@hotmail.com 22 A luz pode ser polarizada por várias substâncias, tanto naturais quanto sintéticas, que são denominadas polarizadores. Uma das principais características de uma molécula quiral é a capacidade de desviar o plano de propagação da luz polarizada. Substâncias com essa característica são opticamente ativas. Substâncias Opticamente Ativas (SOA) = São as substâncias que desviam o plano de propagação da luz polarizada (quirais). Possuem carbono assimétrico ou assimetria molecular. Substâncias Opticamente Inativas (SOI) = São as que não desviam o plano de vibração de luz polarizada (aquirais). Os enantiômeros desviam o plano da luz polarizada com o mesmo desvio angular, mas em sentidos opostos. O isômero que produz o desvio para a direita é denominado dextrogiro (d ou +), enquanto o outro, que provoca o desvio para a esquerda, é denominado levogiro (l ou -). Atenção ! O uso da letra d em vez de (+) e de l em vez de (-) deve ser abandonado de acordo com a IUPAC. Jean-Batiste Biot foi o primeiro a verificar que algumas substâncias orgânicas podiam desviar o plano da luz polarizada(1815). O uso da letra d em vez de (+) e de l em vez de (-) deve ser abandonado de acordo com a IUPAC. Para se verificar o desvio do plano da luz polarizada deve-se utilizar um aparelho denominado polarímetro. A mistura equimolar de um par de enantiômeros (50% dextrogiro + 50% levogiro) é denominada de mistura racêmica ou racemato. Uma mistura racêmica é opticamente inativa por compensação externa. Diastereômeros Os diastereômeros possuem propriedades físicas e químicas diferentes, portanto podem ser facilmente separados por métodos físicos tradicionais. Para facilitar a representação dos isômeros ópticos é comum a utilização das projeções de Fischer. Nas projeções de Fischer linhas verticais representam ligações que são projetadas para trás do plano do papel e linhas horizontais representam ligações que são projetadas para fora do papel. Cálculo do número de isômeros ópticos e racêmicos O cálculo do número de isômeros ópticos e racêmicos pode ser feito utilizando-se as seguintes equações: n = Número de carbonos assimétricos 𝟐𝒏 = Número de isômeros opticamente ativos(IOA) 𝟐𝒏−𝟏 𝒐𝒖 𝟐𝒏 𝟐 = Número de racêmicos e número de pares de enantiômeros O número de pares de diastereômeros pode ser calculado utilizando-se análise combinatória. 𝑪𝟐𝒏,𝟐 − 𝟐 𝒏−𝟏 = Número de pares de diastereômeros Exemplo: *Carbonos assimétricos n = 3 23 = 8 (IOA)23-1 = 4 racêmicos Pares de enantiômeros = 4 Pares de diastereômeros = C23, 2 – 23-1 = C8, 2 - 4 Substâncias com carbonos assimétricos com ligantes iguais Quando um composto possui carbonos assimétricos com ligantes iguais, as relações matemáticas citadas no tópico anterior não Br Cl I OH CH3 CH3 Cl Br OH CH3 CH3 I Br Cl I OH CH3 CH3 Cl Br I OH CH3 CH3 Br Cl I OH CH3 CH3 Cl Br OH CH3 CH3 I OH OH Cl * * * arilsonmartino@hotmail.com 23 podem ser aplicadas. Nesse caso o composto irá apresentar um estereoisômero inativo denominado meso.O isômero meso é um caso particular no qual a molécula possui carbonos assimétricos e plano de simetria(aquiral). Composto meso = composto opticamente inativo cuja molécula é aquiral mesmo quando contêm átomos tetraédricos ligados a quatro grupos diferentes (carbonos assimétricos). O ácido tartárico é o principal exemplo de composto orgânico que possui isômero meso. Em compostos como o ácido tartárico com dois carbonos quirais com ligantes iguais, o número máximo de estereoisômeros é três: um par de enantiômeros e um composto meso. Como só temos um par de enantiômeros só é possível a existência de uma mistura racêmica. “O composto meso é inativo por compensação interna” Esse tipo de inatividade óptica é denominada compensação interna.A existência de isômero meso só é possível se o composto possuir um número par de carbonos assimétricos.A tabela a seguir representa algumas propriedaes dos isômeros do ácido tartárico: Isomeria óptica sem carbono assimétrico (assimetria molecular) O aleno (C3H4) é o mais simples dos alcadienos. Alguns derivados do aleno apresentam isomeria óptica por não apresentarem plano de simetria molecular. Isso ocorre quando a seguinte condição é obedecida: Nessa situação teremos duas moléculas espacialmente diferentes, podendo formar um par de enantiômeros (d e l) e uma mistura racêmica. Exemplo: O composto 1,3-dicloropropadieno possui dois isômeros opticamente ativos. Exercícios propostos 01 - (UFG GO) Um modelo tridimensional que representa o 2-cloro- butano é colocado de frente a um espelho. A imagem obtida, nesse caso, é a)uma substância idêntica. b)um isômero de cadeia. c)um isômero de posição. d)um isômero óptico. e)um racemato. 02 - (UFG GO) CF3 C C HH H CH3 N H CH2 CH3 1 5 2 3 4 Dos carbonos numerados na molécula representada, qual deles corresponde a um carbono assimétrico? a)1 b)2 c)3 d)4 e)5 03 - (UEPB) Analise as proposições e escreva V ou F, conforme sejam verdadeiras ou falsas, respectivamente. ( ) Toda primeira ligação entre dois átomos de carbono ocorre sempre com orbitais contidos ao longo do mesmo eixo e será sempre denominada ligação sigma (σ). ( ) Nos átomos de carbono presentes na acetona, existem dois tipos de hibridização: sp3 e sp2. ( ) As substancias etanoato de etila e acido butanóico, sao isômeros de função. b c d a Molécula quiral C C C H Cl H Cl C C C H Cl H Cl Enantiômeros arilsonmartino@hotmail.com 24 ( ) A única maneira de saber se um isômero óptico é dextrógiro (d) ou levógiro (l) consiste em utilizar um polarímetro, pois pela simples analise da formula estrutural do isômero, não se pode obter tal informação. ( ) Os compostos cíclicos, assim como os alifáticos saturados, podem apresentar isomeria geométrica. Assinale a alternativa que apresenta a seqüência correta: a)F, V, F, V, F b)F, F, V, V, V c)F, V, V, V, F d)V, V, V, V, F e)V, F, V, F, F 04 - (FURG RS) Há 4,5 bilhões de anos, a nuvem que deu origem ao Sistema Solar foi bombardeada por estranhos raios ultravioleta, que viajavam em espiral, a chamada radiação circular polarizada. Ao se chocar com aminoácidos existentes pelo caminho, esses raios eliminaram metade deles, justamente os aminoácidos destros. Alguns bilhões de anos depois, as moléculas restantes, que eram canhotas, deram origem aos organismos terrestres.A partir do texto conclui-se que, atualmente, existem na natureza APENAS aminoácidos: a)dextrógiros. b)canhotos e destros. c)com carbono assimétrico. d)destros com carbono assimétrico. e)levógiros. 05 - (UFC CE) Mentol ( fórmula plana I, dada abaixo ) pode existir em diferentes formas estereoisoméricas. Embora todos os estereoisômeros do Mentol tenham a fragrância característica de hortelã, somente um deles proporciona uma adicional sensação refrescante, tendo alto valor comercial na indústria de cosméticos. Isto mostra a importância de se saber especificar a estereoquímica de um determinado isômero. I Com relação a estrutura I, pede-se: a)identificar os centros assimétricos (quirais) existentes na molécula. b)O número de isômeros opticamente ativos possíveis. c)O número de pares de enantiômeros (pares dl) possíveis. 06 - (ENEM) A figura representa a estrutura química do principal antiviral usado na pandemia de gripe H1N1, que se iniciou em 2009. Qual é o número de anantiômetros possível para esse antiviral? a)1 b)2 c)6 d)8 e)16 07 - (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 . Entretanto, não se sabia, na época, que um dos enantiômeros leva à malformação congênita, afetando principalmente o desenvolvimento normal dos braços e pernas do bebê.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. 08 - (ENEM) Várias características e propriedades de moléculas orgânicas podem ser inferidas analisando sua fórmula estrutural. Na natureza, alguns compostos apresentam a mesma fórmula molecular e diferentes fórmulas estruturais. São os chamados isômeros, como ilustrado nas estruturas. Entre as moléculas apresentadas, observa-se a ocorrência de isomeria a)ótica. b)de função. c)de cadeia. d)geométrica. e)de compensação. 09 - (ENEM) O estudo de compostos orgânicos permite aos analistas definir propriedades físicas e químicas responsáveis pelas características de cada substância descoberta. Um laboratório investiga moléculas quirais cuja cadeia carbônica seja insaturada, heterogênea e ramificada.A fórmula que se enquadra nas características da molécula investigada é a)CH3–(CH)2–CH(OH)–CO–NH–CH3. b)CH3–(CH)2–CH(CH3)–CO–NH–CH3. c)CH3–(CH)2–CH(CH3)–CO–NH2. d)CH3–CH2–CH(CH3)–CO–NH–CH3. e)C6H5–CH2–CO–NH–CH3. 10 - (UNIUBE MG) A fórmula estrutural simplificada abaixo é de um feromônio de oviposição, produzido pelas fêmeas do mosquito Culex pipiens fatigans Dip.: || O O CH -(CH ) -CH2 32 8 Esta substância é um(a): a)cetona cíclica que apresenta um átomo de carbono assimétrico. b)cetona cíclica que apresenta dois átomos de carbono assimétricos. c)éter cíclico que apresenta um átomo de carbono assimétrico. d)éster cíclico que apresenta um átomo de carbono assimétrico. GABARITO: 01) Gab: D 02) Gab: C 03) Gab: D 04) Gab: E 05) a) C–1, C–2 e C–5. b) 8 isômeros opticamente ativos c) 4 pares 06) Gab: D 07) Gab: D 08) Gab:A 09) Gab: A 10) Gab: D CH3H3C CH3 OH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 arilsonmartino@hotmail.com 25 Reações orgânicas Introdução As reações na química orgânica geralmente são mais lentas e difíceis do que na química inorgânica. As reações moleculares são mais lentas por que envolvem a quebra e formação de ligações. Por isso, os compostos orgânicos reagem, na maioria dos casos, lentamente com formação
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