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Introdução Todos os ramos da química são de extrema importância, no entanto, nenhum deles está tão relacionado com o nosso cotidiano ou mesmo com nossas vidas como a química orgânica.Podemos dizer que hoje vivemos a “Era da Química Orgânica”.Sem as moléculas orgânicas não existiria vida em nosso planeta.As moléculas orgânicas são o “coração da vida” 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. ➢ 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? 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. Assista o seguinte vídeo sobre o histórico da química orgânica. https://youtu.be/hNixM18QCkc https://youtu.be/hNixM18QCkc 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 porcarbono 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 orgânicas típicas, 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 01 - (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: 1) Gab: C 2) Gab: B 3) 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). 4) Gab: 14 5) Gab: A 6) Gab: C 07) Gab: E 08) Gab: A 09) Gab: A 10) Gab: A
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