I Avaliacao ERE 2020-B Gabarito (1)

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Laboratório de Síntese Orgânica & Materiais Inteligentes 
Qui02014 – Química Orgânica IB 
 
 
Nome 
 
1. Qual é a carga formal das espécies SiCl6 
e PCl4? Qual é o híbrido do átomo de sílico 
e de fósforo em cada uma das espécies? 
 
Si
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
P
Cl
Cl
Cl
2-
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )
sp3 d2
( ) ( ) ( ) ( )
sp3
 
Complexo hexacoordenado – átomo de silício 
utiliza os orbitais d para expandir a valência 
para seis. No complexo tetracoordenado, o 
fósforo utiliza um orbital atômico (OA) híbrido 
sp3. 
 
 
2. Descreva a fórmula de Lewis para os 
seguintes compostos: POCl3 e PCl5. Qual 
deles é polar e qual é apolar? 
 
O
P
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
O
P
Cl
Cl
Cl
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
sp3 d
( ) ( ) ( ) ( )
sp3
 
 
 Fórmulas de Lewis – não foram 
representados os pares de elétrons. A 
carga formal + no átomo de fósforo é em 
virtude da utilização de um par de elétrons 
adicional. O momento dipolar é uma 
grandeza vetorial – a primeira é apolar e a 
segunda é polar, com o dipolo em direção 
ao átomo de oxigênio. 
 
 
 
 
 
 
3. Assinale a alternativa que melhor 
representa o orbital ligante e o orbital 
antiligante para a ligação Sn – Cl. Dados: 
Eletronegatividade: Sn = 1,8; Cl = 3,0 
Sn Cl
Orbital ligante,  Orbital antiligante, *
Sn Cl
a)
b)
c)
d)
e) 
 
Alternativa E. O contorno e a simetria do orbital 
molecular (OM) são fundamentais para 
compreender a questão. O OM ligante deve ser 
aquele que apresente a combinação em fase 
dos OAs e a maior densidade de elétrons no 
átomo mais eletronegativo. No antiligante, a 
combinação dos OA é fora de fase e o contorno 
maior deverá ser na parte externa dos núcleos 
– é um OM vazio, antiligante. A maior 
deficiência está localizada no átomo de 
estanho. 
 
 
 
4. Assinale como Verdadeira (V) ou Falsa 
(F) as afirmações a seguir: 
 
I) A entalpia de rede de compostos iônicos 
é uma medida da força da ligação 
covalente; 
Errado – ligação iônica 
II) Compostos iônicos formam, em geral 
sólidos amorfos; 
Errado – compostos cristalinos 
 
 
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III) A entalpia de rede do óxido de magnésio 
é maior do que a entalpia de rede do cloreto 
de potássio 
Verdadeiro – carga maior, maior a entalpia 
de rede para átomos de mesmo período. 
IV) A solubilidade em água de compostos 
iônicos diminui com o aumento da entalpia 
de rede 
Verdadeiro – maior compactação, menor 
solubilidade. 
V) O ponto de fusão de sólidos iônicos 
aumenta na medida que o raio iônico 
diminui. 
Verdadeiro – maior a interação 
eletrostástica. 
 
5. Assinale a alternativa que melhor 
descreve o orbital ligante  para o grupo 
carbonila 
C O
a)
b)
c)
d)
e)
 
 
A – O orbital é o ligante com a maior 
densidade eletrônica no átomo de oxigênio, 
e orbitais em fase. 
 
 
 
 
 
 
6. Assinale a alternativa que contém o 
carbocátion mais estável. 
 
CH2
+ CH2
+
CH2
+ CH2
+
CH2
+
OCH3: :
a) b)
c) d)
e)
 
 
Letra E. Carbocátion com maior 
deslocalização de carga 
 
7. A acidez de aminas é medida a partir dos 
respectivos sais de cloretos. Nos dois 
exemplos a seguir são descritas estruturas 
dos ácidos conjugados da piridina e da 
piperidina. Explique porque o pKa do 
cloreto de piridinio (5,2) é menor do que do 
cloreto de piperidínio (11)? 
 
N N
Cloreto
de piridínio
Cloreto de
piperidinio
H H H
Cl-Cl-
 
Importante – átomos de nitrogênio 
híbrido sp2 e sp3. Sendo mais 
eletronegativo, o átomo de nitrogênio 
sp2 tem mais dificuldade em doar 
elétrons. Enquanto que na piperidina, o 
átomo de nitrogênio é sp3, e com um 
teor de 25 % de caráter s, esse 
heteroátomo é mais propenso a doar 
elétrons do que o átomo de nitrogênio 
sp2. Assim, o sal de piridínio é mais 
instável que o sal de piperidínio. Com a 
liberação do H+, o nitrogênio mais 
eletronegativo readquire a sua 
neutralidade 
 
 
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8. A N.N-dimetilaminopiridina é uma base 
mais forte do que piridina descrita na 
questão anterior. O pKa do ácido conjugado 
dela é 9,2. Com base nessa informação e 
na estrutura mostrada, explique qual o sítio 
mais básico da N.N-dimetilpiridina? 
 
N
..
N.N-Dimetilaminopiridina
N
CH3H3C
..
 
N
..
N
CH3H3C
.. N
..
N
CH3H3C
..
 
A basicidade é a propriedade de doação de 
elétrons. O átomo de nitrogênio no anel da piridina 
tem um par de elétrons que não participa da 
ressonância. O outro átomo de nitrogênio do grupo 
dimetilamino, por efeito de deslocalização 
eletrônica interage com os orbitais pi do anel, 
diminuindo a sua capacidade de doação de 
elétrons. Numa das formas canônicas 
(ressonância) o átomo de nitrogênio do anel 
adquire carga negativa em decorrência do efeito 
de deslocalização de elétrons. Por isso a basicidade 
aumenta nesse átomo. 
 
..
..
N N
 
 
Pode-se também argumentar tb que o par de 
elétrons do átomo de nitrogênio do anel apresenta 
um orbital perpendicular ao plano do anel, sem 
interagir com os orbitai pi. 
 
 
 
 
 
9. Forneça o nome dos compostos a seguir. 
 
OH
Br
HO
CO2H
OH
OH
O2N
HO OH
a)
b)
c)
d)
e)
 
 
 
10. O aminoácido serina não é um 
aminoácido essencial, sendo sintetizado 
em geral por vias de síntese relativamente 
curtas e simples. Os valores das constantes 
de acidez (pKa) são: 2,21, 9,15 e 15,6 para 
os grupos carboxílico, amônio e 
hidroxila. Qual deve ser o pKa do ácido 
conjugado de uma determinada base para 
a remoção total dos três hidrogênios 
ionizáveis? Explique. 
 
 
pKa do ácido conjugado deve ser 
superior ao valor de 15,6 para 
desprotonar os três sítios que contém 
hidrogênios ionizáveis. Acima desse 
valor a forma que predominará na 
solução contém três sítios básicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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11. Complete com setas cheias as 
equações ácido-base descritas a seguir. 
Indique a direção preferencial do 
fenômeno. Siga o modelo, usando as setas 
e a indicação do sentido do equilíbrio. 
H3C
O
O
H N
HH
H
H3C
O
O-
N+
HH
H
H
..
 
Item A. Alguns comentários. O átomo de 
hidrogênio mais ionizável é aquele ligado ao 
carbono sp3. Não é aquele ligado ao carbono sp2. 
Nesses casos, o ânion formado (ciclopentadieno) 
apresenta um total de elétrons = 6. 4 elétrons pi e 2 
elétrons ômega (nome do orbital de um carbânion, 
carbocátion ou radical livre). Conjunto de espécies 
com 2, 6, 10, 14 elétrons Pi formam um sistema de 
Hückel) – estáveis em virtude da deslocalização 
eletrônica dos elétrons que formam o sistema 
conjugado. 
A fórmula estava errado no sal de amideto – era 
NaNH2. 
 
NaNH3
pKa 16
pKa NH3 38
H
H
H
alceno
pKa > 45
NH2
Keq = 10-16/ ~10-38 = 1022
H
H
NH3
Na

4 + 2
 
 
Importante: muitos desenharam a carga negativa 
localizada no extremo da ligação C – H – errado. 
 
H
Errado - nesse caso, a representaçao
está indicando que existe um átomo de
carbono naquela posição com uma 
carga negativa 
 
 
 
 
 
Item B – ácido muito forte reagindo com 
uma base fraca. Keq não é tão grande, porém a 
reação avança em direção aos produtos – formação 
de um sal de piridínio. LEMBREM-se – muitos 
medicamentos são vendidos da forma de sais de 
sulfato, Poderia ser na forma de cloretos – 
solubilidade em água aumenta 
 
 
 
 
Item C. Corrigir o pKa de aminas 
aromáticas. Dependendo do substituinte, 
os valores podem ser de pKa 5 até valores 
-3. 
 
N
+ NaOH
pKa ~5
pKa H2O 15.7
e)
NH2
e)
H H
H
+ H2O
..
 
 
 
 
 
 
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D
H2C
O
OCH3
H -
OMe
O
OCH2 HOMe
H
H
carbânion
 
 
Remoção do átomo de hidrogênio do átomo de 
carbono alfa ao grupo carbonila. Não é o átomo de 
hidrogênio do grupo metóxila. A constante de 
equilíbrio é muito pequena; ionização muito baixa. 
É uma reaçãoque não se sustenta na prática. Outras 
reações competirão com a desprotonação 
 
E
H3C H CH3LiH
pKa 25 pKa CH4 > 50
b)
H3C CH3
Keq = 10-25/ ~10-50 = 1025 
 
Base muito forte remove o átomo de hidrogênio 
mais ionizável, observem o valor da Keq, e a 
produção de um gás (metano) 
 
12. Assinale a alternativa INCORRETA 
sobre o conceito de ácido e base 
 
(a) A ordem de basicidade em haletos é 
dada por X = F > Cl > Br > I 
Correta. Basicidade é inverso da acidez nas 
famílias. O ácido mais forte (HI) gera uma 
base mais fraca _ ver a discussão do efeito 
da dispersão de carga de ânions e a 
entropia. 
 
(b) O conjugado de uma base forte é um 
ácido fraco; 
Correto – ácido fraco se dissocia formando 
uma base instável. Uma base forte que 
recaptura qqer coisa !!! principalmente 
prótons. 
(c) Álcoois (ROH) são espécies menos 
básicas que os correspondentes tióis 
(RSH); 
Errada – álcoois são mais básicos que os 
tióis em decorrência do menor volume do 
átomo de oxigênio em relação ao enxofre. 
 
(d) A ordem de acidez nos períodos em 
compostos genéricos do tipo HY é dada por 
Y = C < N < O < F; 
Sim, Metano-amônia-água e HF. Acidez é 
uma consequência direta da capacidade 
que os átomos apresentam em estabilizar 
cargas negativas na base conjugada 
 
(d) Grupos aceptores de elétrons 
estabilizam a base conjugada; 
Sim. A base conjugada tem elétrons 
adicionais em virtude da desprotonação-
assim, os grupos retiradores de elétrons 
estabilizam a base conjugada via 
deslocalização eletrônica. Compare o 
grupo nitro (aceptor) e o grupo metóxido 
(doador) 
 
(e) Bases fracas são aquelas obtidas da 
desprotonação de ácidos fortes. 
 
Correto –pelos motivos expostos acima 
.Duas alternativas D 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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13. Qual é a estrutura dos seguintes 
compostos: 
 
a) 3-(Ciclopropilmetil)-4-fluorociclohexanol 
b) 2-Cloroacetato de benzila 
c) exo-2-Clorobiciclo[2.2.1]heptano 
d N,N-Dimetil-4-amino-2-butano 
e) 3-(2-Amino-3-cloropropil)ciclohexanol. 
 
F
OH
Cl
O
O
N OH
NH2
Cl
OH
C
l
 
14. Assinale a alternativa que não contém 
átomos de carbonos híbrido sp2. 
 
SH
CH3 OH
O
CO2H
a)
b)
c)
d)
e)
 
 
Duas respostas C e D 
 
15. A solução de base mais fraca é indicada 
na alternativa: 
 
(a) Metil lítio em THF; 
(b) Solução aquosa de hidróxido de sódio 
(c) Amideto de sódio em THF 
(d) Acetileto de sódio em THF 
(e) Cloreto de sódio em água 
Letra E – a solução de base mais fraca é 
formada pela dissociação do ácido mais 
forte - HCl 
16. A Nicotina é uma droga psicoativa, 
alcalóide básica, líquida e de cor amarela 
que constitui o princípio ativo do tabaco, 
descoberta por Jean Nicot. Ela apresenta 
dois sítios básicos, cujos valores das 
constantes de dissociação ácidas estão 
indicadas na estrutura química. É um 
produto natural viciante e a quantidade dela 
no organismo pode depender das 
quantidades relativas da base livre 
comparada com as espécies protonadas. A 
partir dos valores dos pKa dos respectivos 
ácidos conjugados, desenhe as formas da 
nicotina no quadro a seguir e indique qual 
delas é predominante na corrente 
sangüínea. 
NN
H3C
H
pKa 3,10
pKa 8,01
 
 
pH = 3,10 pH = 8,01 
NN
H3C
H
pKa 3,10 pKa 8,01
NN
H3C
H
H H
NN
H3C
H
H
 
 
Os dois átomos de nitrogênio em meio ácido pH < 
3,10 estarão protonados, e essa forma é a 
predominante. 
 
Na faixa de pH 3,10 até pH 8, a forma predominante 
não apresenta um dos átomos de nitrogênio 
protonado – pH ultrapassou o valor de 3,10. 
 
Acima de pH 8, o meio será básico suficiente para 
desprotonar os dois nitrogênios protonados e a 
predominância em solução será da nicotina neutra. 
 
 Ver novamente a equação Henderson-Hasselbalch. 
 
Quantidade nicotina é dependente do pH 
sanguíneo. Num pH básico acima de 8 a nicotina 
tem menor solubilidade em decorrência da perda 
de cargas dos átomos de nitrogênio.