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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 de subprodutos e requerem, geralmente, alguma ajuda externa como o uso de catalisadores, altas temperaturas ou pressões elevadas. Mecanismo de reação É a descrição dos eventos que ocorrem a nível molecular, quando os reagentes se transformam nos produtos. O mecanismo é descrito utilizado- se uma simbologia de setas. Ruptura ou cisão das ligações a) Cisão homolítica ou homólise. Uma molécula pode romper-se de modo que os elétrons da ligação sejam repartidos de modo igual para os radicais resultantes. Exemplo: Os produtos das cisões homolíticas são denominados radicais livres. A cisão homolítica ocorre normalmente por aquecimento ou por irradiação de luz ou por ambas. A cisão homolítica é facilitada pela utilização de solventes apolares. b) Cisão heterolítica ou heterólise. O par de elétrons da ligação onde se efetua a ruptura pode ficar apenas com um dos grupos. Exemplos: Nas rupturas heterolíticas surgem cátions e ânions. Esse tipo de ruptura é facilitada pela utilização de solventes polares que possam solvatar (separar) os íons e normalmente requer uma assistência externa, que pode ser um catalisador. Tipos de reagentes Radicais(X• ou X─) = átomo ou grupo de átomos que possui elétron desemparelhado (valência livre). Eletrófilos(E+) = são substâncias com deficiência de elétrons que nas reações buscam elétrons. Normalmente são cátions ou compostos neutros que possuem moléculas com um átomo central que pode receber elétrons como Fe,Al,B e S. Exemplos: Nucleófilos(Nu:-) = são substâncias que nas reações buscam centros positivos. Normalmente são ânions ou compostos neutros que possuem moléculas com um átomo central que possui elétrons não compartilhados ou não ligantes. Exemplos: Resumo Classificação das reações orgânicas Reações de adição São reações em que duas ou mais moléculas se combinam para formar um único produto. Ocorrem geralmente com compostos de cadeia insaturada ou cíclica. Exemplos: Reações de eliminação São reações que ocorrem com retirada de dois ou mais átomos sem que os mesmos sejam substituídos por outros. Ocorrem com a formação de uma insaturação (dupla ou tripla) ou condensação (união) de moléculas ou fechamento da cadeia. Neste tipo de reação geralmente há um aumento na quantidade de substâncias formadas quando comparadas a quantidade de reagente. Exemplos: ➢ Formação de insaturação (desidratação) (desidrogenação) (desidralogenação) Nucleófilos Eletrófilos Par de elétrons +H2C CH2 H2 H3C CH3 .+ Cl2 Cl Cl +H3C CH2 OH H2C CH2 H2O H3C CH3 H2C CH2 + H2 ++ Cl KOH KCl H2O+ ➢ Condensação(união) de moléculas ➢ Fechamento (ciclização) da cadeia Observe que tais reações geralmente correspondem ao inverso das reações de adição. Reações de substituição São reações nas quais um ou mais átomos ligados ao carbono são substituídos por outro átomo ou por um grupo de átomos diferentes. As principais substituições ocorrem em alcanos, aromáticos e haletos de alquila. Reações de oxirredução São reações caracterizadas pela variação do nox do carbono. ➢ Reações de oxidação Ocorrem com o aumento do nox do carbono. Exemplo: [O] => Símbolo para oxidação As principais oxidações são as dos alcenos, alcinos, álcoois e aldeídos. ➢ Reação de redução Ocorrem com a diminuição no número de oxidação do carbono. Exemplo: [H] => Símbolo para redução As principais reduções são as dos alcenos, alcinos, aldeídos, cetonas e ácidos carboxílicos. Podemos dizer de uma forma geral, que a oxidação geralmente aumenta o número de átomos de oxigênio ou diminui o número de átomos hidrogênio de uma molécula, enquanto a redução, geralmente aumenta o número de átomos de hidrogênio ou diminui o número de átomos de oxigênio. Atenção ! Algumas reações podem obedecer a duas definições como, por exemplo, a adição de hidrogênio a uma insaturação. Essa reação pode ser classificada como uma adição ou redução. Reações de rearranjo Neste caso, a molécula passa por uma reorganização de sua estrutura, que pode ser uma mudança na posição de um átomo ou grupo de átomos. A mudança de posição dentro da própria molécula gera a formação da nova substância. Exemplos: Polimerização Reação na qual um grande número de moléculas menores (chamadas monômeros) se unem formando uma molécula muito grande (chamada polímero). Resumo H3C CH2 O H H O CH2 CH3 H2OH3C CH2 O CH2 CH3 ++ O O OH OH O O O + H2O + + Br Br Zn ZnBr2 Exercícios propostos 01 - (UFRR) Com relação as reações I e II a seguir, é correto afirmar que: Cl HClCl2 FeCl3 Reação I + + Reação II H2C CH2 HBr H3C CH2Br+ a)Ambas as reações são de eliminação. b)Ambas as reações são de adição. c)A reação I é uma reação de adição e a reação II é uma reação de substituição. d)A reação I é uma reação de substituição e a reação II é uma reação de eliminação. e)A reação I é uma reação de substituição e a reação II é uma reação de adição. 02 - (UFJF MG) Considere as reações I, II e III abaixo: I. CH3CHCH3 + NaOH Br CH3CH CH2 II. CH3CH CH2 + H2O CH3CHCH3 OH H+ III. CH3CHCH3 + K2Cr2O7 OH CH3CCH3 O H+ As reações I, II e III podem ser classificadas, respectivamente, como: a)adição, substituição e redução. b)eliminação, adição e oxidação. c)oxidação, adição e substituição. d)redução, hidrólise e oxidação. e)eliminação, oxidação e hidrólise. 03 - (UDESC SC) Com relação às reações químicas (I) e (II), (I) CH2 CH CH3 + Br2 CH2 Br CH Br CH3 (II) CH3 CH3 + Cl2 CH3 CH2 + HCl Cl pode-se afirmar que são, respectivamente, reações de: a)oxidação e ácido-base. b)substituição e adição. c)oxidação e adição. d)adição e substituição. e)adição e ácido-base. 04 - (UNIFESP SP) O fluxograma mostra a obtenção de fenil-eteno (estireno) a partir de benzeno e eteno. Neste fluxograma, as etapas I, II e III representam, respectivamente, reações de: a)substituição, eliminação e adição. b)halogenação, adição e hidrogenação. c)eliminação, adição e desidrogenação. d)adição, eliminação e substituição. e)adição, substituição e desidrogenação. 05 - (UFC CE) A cânfora é uma cetona que possui um odor penetrante característico. É aplicada topicamente na pele como anti-séptica e anestésica, sendo um dos componentes do ungüento Vick® Vaporub®. Na seqüência abaixo, a cânfora sofre transformações químicas em três etapas reacionais (I, II e III). O OH I II IIIII De acordo com esta seqüência reacional, é correto classificar as etapas reacionais I, II e III como sendo, respectivamente: a)oxidação, eliminação, substituição. b)redução, substituição, eliminação. c)redução, eliminação, adição. d)oxidação, adição, substituição. e)oxidação, substituição, adição. 06 - (UFRGS RS) A produção industrial de cloreto de vinila, matéria-prima para a obtenção do poli(cloreto de vinila), polímero conhecido como PVC, envolve as reações mostradas no esquema abaixo. As reações I e II podem ser classificadas como a)cloração e adição. b)halogenação e desidroalogenação. c)adição e substituição. d)desidroalogenação e eliminação. e)eliminação e cloração. 07 - (ENEM) O trinitrotolueno (TNT) é um poderoso explosivo obtido a partir da reação de nitração do tolueno, como esquematizado. A síntese do TNT é um exemplo de reação de a)neutralização. b)desidratação.c)substituição. d)eliminação. e)oxidação. 08 - (FPS PE) A produção de muitos produtos químicos sintéticos, tais como drogas, plásticos, aditivos alimentares, tecidos, dependem de reações orgânicas. As reações orgânicas são reações químicas envolvendo compostos orgânicos. As reações orgânicas 1, 2 e 3 descritas abaixo podem ser classificadas, respectivamente, como reações de: a)substituição, adição e eliminação. b)adição, rearranjo e substituição. c)adição, rearranjo e redox. d)adição, eliminação e substituição. e)redox, adição e eliminação. 09 - (FPS PE) O composto bromo-cicloexano é convertido em cicloexanol através da reação com hidróxido de sódio, de acordo com o esquema abaixo. Nesse caso, é correto afirmar que ocorre uma reação de a)isomerização. b)eliminação. c)adição. d)tautomerização. e)substituição. 10 - (UFRGS RS) A reação do 2-bromo-2-metilpropano (A) com o etóxido de sódio (B), usando etanol como solvente, leva a uma mistura de produtos C e D, apresentada abaixo. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.Em relação aos produtos, é correto afirmar que C é formado por uma reação de ........; e D, por uma reação de ........ . a)substituição – desidratacão b)substituição – eliminação c)oxidação – desidrogenação d)adição – eliminação e)adição – desidratação GABARITO: 01)Gab: E 02) Gab: B 03) Gab: D 04) Gab: E 05) Gab: C 06 - Gab: B 07 - Gab: C 08 - Gab: D 09 - Gab: E 10 - Gab: B
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