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Departamento de Ciências Exatas e da Terra Universidade Federal de São Paulo Professor: Dr. Cristiano Raminelli Tema da aula: Alcanos - Aula No 01 Curso: Química (Bacharelado) Disciplina: Introdução à Química Orgânica Período: Integral Representação de moléculas orgânicas Estrutura de Kekulé Fórmula condensada Fórmula de linha de ligação Fórmula de linha tracejada e cunha C C O H H H H H H CH3CH2OH OH H C C OH H H HH 02 03 Fórmula de projeção de Newman etano 04 ciclo-hexano 05 Fórmula de projeção de Fischer (D)-ribose Projeção de Fischer C C HBr BrH CH3 CH3 CH3 C CH3 H Br H Br CH3 HBr H Br CH3 ≡ ≡ Bastante empregada para açúcares 06 Modelo de bola e palito 07 Modelo de preenchimento do espaço 08 Mapas de potencial eletrostático 09 Grupos funcionais Influenciam nas propriedades físicas dos compostos orgânicos São as regiões das moléculas geralmente envolvidas nas transformações químicas 10 Forças intermoleculares A) Interação íon-íon forte CH3 C O O Na acetato de sódio P.F. = 324 oC 11 B) Interação dipolo-dipolo média acetona líquida a temperatura ambiente C CH3 O CH3 C CH3 O CH3δ+ δ- δ+ δ- 12 C) Ligação de hidrogênio atração dipolo-dipolo forte CH3CH2OH P.E. = 78,5 oC Isômeros constitucionais δ+ δ- δ- H ligado a O, N e F CH3OCH3 P.E. = -24,9 oC O H H O δ+ 13 D) Forças de van der Waals (Forças de London ou forças de dispersão ) dipolos instantâneos - dipolos induzidos Ocorrem em moléculas apolares δ- fracas δ+ CH3 C CH3 CH3 CH3 δ-δ+ δ-δ+ A magnitude de tais forças está relacionada a polarizabilidade molecular 14 Solubilidade As forças intermoleculares são muito importantes na explicação das solubilidades das substâncias Água (H2O) muito polar usada na dissolução de íons (CH3COONa) Regra prática semelhante dissolve semelhante 15 Nomenclatura e propriedades físicas de alcanos não-ramificados Fórmula molecular Nome Fórmula condensada P.E. (oC) P.F. (oC) metano etano propano butano pentano hexano heptano octano nonano decano undecano dodecano tridecano 16 Pontos de ebulição de alcanos não-ramificados e cicloalcanos 17 Constantes físicas de isômeros constitucionais do hexano Aumento do número de ramificações 18 Pontos de fusão de alcanos não-ramificados Estudos de difração de raios X mostram que alcanos com número par de átomos de carbono empacotam mais densamente no estado cristalino 19 Nomes de alguns grupos alquila metila etila propila isopropila butila isobutila sec-butila terc-butila pentila isopentila neopentila hexila iso-hexila 20 Nomenclatura IUPAC para alcanos ramificados 1) Encontrar a cadeia principal (mais longa e com maior número de substituintes); 2) Numerar a cadeia principal fornecendo os menores números para os substituintes; 3) Nos nomes apresentar os substituintes em ordem alfabética. Prefixos di, tri e etc devem ser usados para substituintes idênticos na mesma molécula. Não considerar os prefixos dos substituintes para a classificação alfabética. Em seguida, apresentar o nome principal; 4) Nos nomes separar os números das letras por hífen; 5) Nos nomes separar os números por vírgulas. 21 2,3,5-trimetil-4-isopropileptano CH3 CH2 CH CH3 CH CHCH3 CH3 CH CH3 CH CH3 CH3 22 isoexano 2-metilpentano neoexano 2,2-dimetilbutano 3-metilpentano 2,3-dimetilbutano Nome comum Nome sistemático 23 Nomenclatura de cicloalcanos ou ou ciclo-hexano ciclopropano 1-etil-3-metilciclopentano ordem alfabética para os substituintes CH3 CH2CH3 Cl CH2CH3 CH3 4-cloro-2-etil-1-metilciclo-hexano menor numeração 24 Nomenclatura de alcanos bicíclicos norbornano biciclo[2.2.1]heptano 25 Nomenclatura de alcenos e cicloalcenos 4-metil-2-penteno 3-metil-3-hepteno eteno propeno ciclopenteno hexeno 4-etil-3-metilciclohexeno menor numeração para a dupla ligação menor numeração para a dupla ligação e para os substituintes 26 Nomenclatura de alcinos 1-cloro-2-butino 4,4-dimetil-1-pentino etino 1-butino 2-pentino H C C CH2 CH CH2 1-penten-4-ino ou pent-1-en-4-ino H C C CH2 C CH3 CH3 CH3 C CCH3 CH2 Cl 27 Outros exemplos: 2-cloro-4-metilpentanoCH CH2 CH CH3 CH3 CH3 Cl ordem alfabética ou menor numeração CH CH2 C CH3 CH3 CH3 OH CH3 carbono com grupo funcional que gera o sulfixo leva a menor numeração 4,4-dimetil-2-pentanol 4,4-dimetilpentan-2-ol CH2 CH2 CH2 OHCl 3-cloro-1-propanol 3-cloropropan-1-ol 29 Outros exemplos: 4-metil-3-penten-2-ol 2-metil-2-cicloexen-1-ol 2-metilcicloex-2-en-1-ol CH CH CH CH3CH3 CH3 OH 4-metilpent-3-en-2-ol OH CH3 CH CH2 C CH3C OH CH3 H 2-metil-4-pentin-2-ol 2-metilpent-4-in-2-ol 25 Sistema E e Z de nomenclatura trans-dicloroeteno cis-dicloroeteno ? 30 Isômero Z Isômero E 31 Referências bibliográficas SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B. Química Orgânica. Tradução de Robson Mendes Matos. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2006, v. 1. BRUICE, P. Y. Organic Chemistry. New Jersey: Prentice Hall, 2004. CLAYDEN, J. et al. Organic Chemistry. New York: Oxford University Press, 2000. MORRISON, R. T.; BOYD, R. N. Química Orgânica. 14 ed. Lisboa: Fundação Calouste Culbenkian, 2005. CAREY, F. A. Organic Chemistry. 7 ed. New York: McGraw-Hill, 2007.