O documento discute a estrutura dos compostos orgânicos a partir das ideias de Couper e Kekulé sobre o comportamento químico do carbono no século XIX. Aborda os três postulados fundamentais sobre a tetravalência do carbono, as unidades de valência iguais e a formação de cadeias carbônicas, além dos tipos de ligação σ e π e a hibridação dos orbitais do carbono.

1. O estudo do carbono
A estrutura dos compostos orgânicos começou a ser
desvendada a partir da segunda metade do século XIX, com as idéias de
Couper e Kekulé sobre o comportamento químico do carbono. Dentre
essas idéias, hoje conhecidas como postulados de couper-kekulé, três
são fundamentais:
01) O átomo de carbono é tetravalente (estado hibridizado)
02) As unidades de valência do carbono são iguais entre si
03) Átomos de carbono ligam-se diretamente ente si, formando
estruturas denominadas cadeias carbônicas.
1

2. Na ligação signa (σ), a interpenetração de orbitais é frontal, segundo um
mesmo eixo. É uma ligação forte, difícil de ser rompida. Ocorre entre
vários orbitais, tais como s, o p ou os híbridos.
2

3. Na ligação pi (π), a interpenetração de orbitais é lateral, segundo eixos
paralelos. É uma ligação fraca, mas fácil de ser rompida. Ocorre apenas
entre orbitais do tipo p “puro”.
3

4. No estado fundamental, o carbono (Z=6) possui apenas 2 elétrons
desemparelhados e, desse modo, só poderia fazer 2 ligações covalentes
comuns:
1s², 2s², 2p²
No entanto, o carbono é tetravalente. Para explicar esse fato utilizamos
a teoria da hibridação de orbitais resumida abaixo:
Hibridação sp3 Hibridação sp2 Hibridação sp
Tipos de Ligação 4 ligações σ 3 ligações σ 1 π
e 2 ligações σ 2 π
e
Ângulos entre as ligações 109º 28’ 120º 180º
Geometria Tetraedro regular Trigonal plana Linear
Exemplos etano: C2H6 eteno: C2H4 etino: C2H2
4

5. etano, tetraedro regular
eteno, trigonal plana
etino, linear
5

6. É comum classificarmos um determinado átomo de carbono na cadeia de
um composto orgânico pelo número de átomos de carbono que está(ão)
diretamente ligado(s) a ele, independente do tipo de ligação (simples,
dupla, tripla). Essa classificação é importante para o estudo das reações
orgânicas.
Classificação Carbono Primário Carbono Carbono Carbono
Secundário Terciário Quaternário
Definição ligado a um outro ligado apenas a 2 ligado a 3 outros ligado a 4 outros
carbono outros carbonos carbonos carbonos.
Exemplo
6

7. Cadeias carbônicas – Classificação em resumo
homogênea ou heterogênea
Cadeia aberta, acíclica
normal ou ramificada
ou alinfática
saturada ou isaturada
homocíclica ou heterocíclica
alicíclica
cadeia fechada ou saturada ou insaturada
cíclica mononuclear
aromática
polinuclear (condensada ou isolada)
7

8. Cadeias carbônicas – Exemplos
aberta ou cíclica?
H H
alicíclica ou aromática?
C C H normal ou ramificada?
H C N
H H homogênea ou heterogênea?
H
saturada ou insaturada?
H aberta ou cíclica?
C Cl alicíclica ou aromática?
H
C C normal ou ramificada?
C homogênea ou heterogênea?
C
H saturada ou insaturada?
H
O
Br
8

9. Radicais Orgânicos:
A
Radiais Alquilas ou H3C A H3C C A H3C C C A
H2 H3C C CH3
alcoílas: H2 H2
H
n-propil s-propil ou isopropil
Derivam dos alcanos metil etil
(saturados) e possuem A A H
uma única valência livre H3C C C C A H3C C C CH3 H3C C CH3 H3C C CH2 A
(elétron H2 H2 H2 H H2
CH3 CH3
desemparelhado). n-butil s-butil t-butil isobutil
Estrutura do nome: H H A
prefixo + il ou ila H3C CH2 CH2 A H3C C CH2 CH2 A H3C C C CH3
CH2 CH2
CH3 H3C H
n-pentil isopentil ou isoamil s-pentil ou s-amil
CH3 A
H3C C C A H3C C C CH3
H2 H2
CH3 H3C
t-pentil
neo-pentil
9

10. Radiais Alquenilas:derivam dos alcenos (ligação dupla) e possuem uma única
valência livre.
Estrutura do nome: Prefixo+infixo+il ou ila
H A
H2C C H3C C C A H2C C C A
H H H H2 H3C C CH2
A
etenil ou vinil propenil alil isopropenil
Radiais Alquinilas:derivam dos alcinos (ligação tripla) e possuem uma única
valência livre.
Estrutura do nome: Prefixo+infixo+il ou ila
H3C C C A HC C C A
HC C A
H2
etinil propinil propargil
10

11. Radiais Cíclicos:derivam dos ciclanos (saturados) e possuem uma única
valência livre.
Estrutura do nome: ciclo + prefixo+il ou ila
A A
CH2 A
CH H2C CH H2C CH
H2C CH2 H2C CH2 CH2 CH2
ciclopropil ciclobutil ciclopentil
Radical Benzil: não se enquadra em nenhum grupo. Possui um núcleo
aromático ligado a um carbono, no qual se localiza a valência livre.
A
H2C
11

12. Radiais Arila:derivam dos aromáticos e possuem uma única valência livre.
Estrutura do nome: prefixo + il ou ila.
Observação: o nome fenil deriva do feno (benzeno em alemão).
alfa
A
A alfa alfa alfa
A beta
beta beta beta
beta beta beta beta
fenil alfa alfa alfa alfa
alfa-naftil beta-naftil
CH3 CH3
A
A CH3
A
orto-toluil ou o-toluil meta-toluil ou m-toluil para-toluil ou p-toluil
12

13. Introdução: Os alcanos, também chamados de hidrocarbonetos
parafínicos ou parafinas, são compostos constituídos exclusivamente por
carbono e hidrogênio e formam uma série homóloga (de mesma função
porém diferem pelo número de átomos de carbono da cadeia principal)
de fórmula geral Cn H2n + 2, cujo menor representante é o metano (CH4).
Alcanos são hidrocarbonetos de cadeia carbônica acíclica
(alinfática), saturada e homogênea.
H
H3C
CH3
H3C C CH3  Isomeria de cadeia:
butano CH3 Número de isomeros ópticos = 2n, sendo
metil-propano n = número de carbonos assimétricos
CH3
H3C
C* CH3
Isomeria Óptica 
d-3-metil-hexano
Carbono Assimétrico
l-3-metil-hexano
13

14. 1C = met 06C = hex
2C = et 07C = hept
3C = prop 08C = oct
4C = but 09C = non
5C = pent 10C = dec
Nomenclatura: 11C = undec
1C  Met 12C = dodec
CH4 Ligação simples  an Metano 13C = tridec
Terminação: o 14C = tetradec
15C = pentadec
2C  Et 16C = hexadec
H3C - CH3 Ligação simples  an Etano 17C = heptadec
Terminação: o 18C = octadec
19C = nonadec
20C = eicos
21C = heneicos
14

15. Dicas:
Para os alcanos isômeros, os pontos de fusão e ebulição decrescem à
medida que a cadeia se ramifica.
H3C
H3C H3C
CH3
CH3 CH3
n-pentano CH3 H3C CH3
PE = 36°C
metil-butano dimetil-propano
PE = 28°C
PE = 9°C
Aumento da ramificação Diminuição do PF e PE
15

16. Questão sobre alcanos:
(ITA-SP) A(s) Ligação(ções) carbono – hidrogênio existente(s) na molécula
de metano (CH4) pode(m) ser interpretada(s) como sendo formada(s) pela
interação frontal dos orbitais atômicos s do átomo de hidrogênio, com os
seguintes orbitais atômicos do átomo de carbono:
a) Quatro orbitais p
b) Quatro orbitais híbridos sp3
c) Um orbital híbrido sp3
d) Um orbital s e três orbitais p
e) Um orbital p e três orbitais sp2
16

17. Introdução: Os alcenos, também chamados hidrocarbonetos etilênicos ou
olefinas, são compostos constituídos exclusivamente por carbono e
hidrogênio e formam uma série homóloga de fórmula geral Cn H2n, cujo
primeiro membro é o eteno (C2H4)
Alcenos são hidrocarbonetos de cadeia carbônica acíclica
(alinfática), insaturada com uma única ligação e homogênea.
H3C
CH3
H3C CH2
 Isomeria de cadeia
H3C H3C
2-buteno CH2
metil - propeno Isomeria de posição  1 - buteno
H3C
H3C H H3C H CH3
2 - buteno
Isomeria Geométrica 
H3C H H CH3
cis 2-buteno trans 2-buteno 17

18. 1C = met 6C = hex
2C = et 7C = hept
3C = prop 8C = oct
4C = but 9C = non
5C = pent 10C = dec
Nomenclatura:
2C  et
H2C = CH2 Ligação dupla  en eteno
Terminação: o
3C  prop
H2C = CH – CH2 Ligação dupla  en propeno
Terminação: o
18

19. Dicas:
Os carbonos da dupla ligação do eteno (C2H4) se ligam através de ligação
σ sp2 – sp2 e de ligação π p – p.
pi
p p s
s sp2
sp2
sp2 sp2
sp2
sp2 s
s
19

20. Questão sobre alcenos:
(Febasp) A fórmula molecular de um hidrocarboneto com a seguinte cadeia
carbônica: C – C = C = C – C é:
a) C5H8
b) C5H10
c) C5H6
d) C5H18
20

21. Introdução: Os alcinos, também chamados hidrocarbonetos etínicos ou
hidrocarbonetos acetilênicos, são compostos constituídos exclusivamente
de carbono e hidrogênio e formam uma séria homóloga de fórmula geral
Cn H2n – 2, cujo primeiro membro é o etino (C2H2).
Alcinos são hidrocarbonetos de cadeia carbônica acíclica
(alinfática), insaturada com uma única ligação e homogênea.
HC
CH3 H3C
CH3  Isomeria de posição
1 - butino
2 - butino
21

22. 1C = met 6C = hex
2C = et 7C = hept
3C = prop 8C = oct
4C = but 9C = non
5C = pent 10C = dec
Nomenclatura:
2C  et
_ etino
H C = CH Ligação tripla  in
Terminação: o
3C  prop
_ propino
H C = C – CH 3 Ligação tripla  in
Terminação: o
22

23. Introdução:Os hidrocarbonetos aromáticos, também chamados de
arenos, são compostos constituídos exclusivamente de carbono e
hidrogênio e que possuem pelo menos um anel benzênico. A Fórmula
geral dos hidrocarbonetos benzênicos é: Cn H2n - 6
CH3 CH3 CH3
CH3  Isomeria de posição
CH3
CH3
Isomeria óptica  H
C* CH3
H3C
* Carbono assimétrico
d-sec-butil-benzeno
H H
l-sec-butil-benzeno
 Isomeria geométrica
H CH3 CH3
H
cis trans 23

24. Nomenclatura: Destacamos os nomes especiais dos radicais ligados
diretamente ao anel aromático.
CH3
R
1
orto orto 6 2 CH3
H3C
5 3
meta meta 1
4
6 2 1 , 2 - dimetil-benzeno
para
CH3 orto-dimetil-benzeno
5 3
4 CH2
3-etil-1-metil-benzeno
meta-etil-metil-benzeno
24

25. CH3
Curiosidade
O 2N NO2
O composto 2,4,6-trinitro-tolueno é um
poderoso explosivo, mais conhecido como TNT.
NO2
25

26. Questão sobre aromáticos:
(PUC - RS) As estruturas a seguir representam, na ordem, as fórmulas do
tolueno, fenol e ácido benzóico, utilizados, respectivamente, na produção
de explosivos, desinfetantes e aromatizantes:
O OH
CH3 OH
I II III
Esses compostos possuem em comum:
a) O caráter ácido
b) Os pontos de fusão
c) O radical fenila
d) A massa molecular
e) A função química
26

27. Introdução: Os haletos orgânicos, também chamados derivados
halogenados, são compostos que derivam dos hidrocarbonetos pela
substituição de átomos de hidrogênio por igual número de átomos de
halogênio (F, Cl, Br, I).
Nomenclatura Oficial (IUPAC)
Nesta nomenclatura, o átomo de halogênio é considerado uma ramificação
Cl
Cl Cl
H3C CH2 H3C CH2 CH2
Cl
Cl
cloro-etano 1 , 2 - dicloro-propano 1 , 3 - dicloro-benzeno
27

28. Nomenclatura não oficial: Nesta nomenclatura, obedecemos ao seguinte
esquema:
Haleto de _______________________________________
nome do radical ligado ao átomo de halogênio
CH2
H3C CH2
CH2 Br
Cl
H 2C C I
cloreto de etila
H
brometo de benzila
iodeto de ciclopropila
28

29. BHC (Benzeno-Hexa-Clorado, 1,2,3,4,5,6-hexacloro-cicloexano )
Cl
Cl Cl
Cl Cl
Cl
BHC
O BHC é usado com um poderoso inseticida.
29

30. DDT (Dicloro-Difenil-Tricloro-etano)
Cl
Cl
Cl C C Cl
Cl H
DDT
O DDT é usado com um poderoso inseticida.
30

31. Questão sobre haletos:
(ITA - SP) Em relação a estrutura eletrônica do tetrafluoreto de carbono,
assinale a opção que contém a afirmativa errada:
a) Em torno do átomo de carbono tem-se um octeto de elétrons
b) Em torno de cada átomo de flúor, tem-se um octeto de elétrons
c) A molécula é apolar, embora contenha ligações polares entre átomos
d) A molécula contém um total de 5.8 = 40 elétrons
e) Os ângulos das ligações flúor-carbono-flúor são consistentes com
hibridização sp3 do carbono.
31

32. Introdução:Os álcoois são compostos orgânicos que apresentam o grupo
oxidrila ou hidroxila (- OH) ligado a átomo de carbono saturado.
Mas, o que ocorre se o grupo –OH não está ligado a átomo de carbono
saturado? Temos dois casos a considerar:
O grupo –OH se liga a carbono O grupo –OH se liga a carbono
de dupla ligação, neste caso, o de núcleo benzênico, neste
composto pertence à função caso, o composto pertence à
enol. função de fenol.
H3C CH2 CH2
OH
OH
2 - hidroxi - 1 - propeno
Fenol
32

33. Classificação dos álcoois:Os álcoois tem uma classificação quanto ao
número de hidroxilas.
Monoálcool ou monol: Apresenta uma oxidrila na molécula
Diálcool ou diol: apresenta duas oxidrilas na molécula
Triálcool ou triol: apresenta três oxidrilas molécula.
H3C CH2
H2 C
H3C OH
OH CH2 CH2
HC HO CH2 OH
OH
OH
1 , 3 diidroxi-propano 1 , 2 - diidroxi-propano
1 , 1 - diidroxi-etano
Este diol tem as duas
Este diol tem as duas oxidrilas ligadas a Este diol tem as duas
oxidrilas ligadas ao mesmo carbonos separados por oxidrilas ligadas a
carbono. Ele recebe o um outro carbono. Ele carbonos vizinhos. Ele
nome de diol gêmeo ou recebe o nome de beta - recebe o ome de diol
gem-diol. glicol vicinal ou alfa - glicol.
33

34. Características Físicas: Os álcoois se caracterizam por apresentarem
elevados pontos de ebulição; considerando os monoálcoois, verifica-se
que os primeiros membros são solúveis em água, e que a solubilidade
vai diminuindo com o aumento da cadeia.
H3C CH2 O ----------- H O ----------- H O
H
| CH2 CH2
|
|
CH3 CH3
Pontes de hidrogênio entre as moléculas do álcool etílico explicam o seu
elevado ponto de ebulição (PE = +78,5 0 C)
H3C CH2 O ----------- H O ----------- H O -----------
H
H
| CH2
|
|
CH3
Pontes de hidrogênio entre moléculas de álcool etílico e de água
explicam a solubilidade total.
34

35. Como explicar a diminuição da solubilidade com o aumento da cadeia?
R OH
Parte apolar Parte polar
(insolúvel) (solúvel)
A media que aumenta a cadeia, está aumentando a parte apolar, que é
insolúvel; desse modo, as suas propriedades prevalecem e, assim, a
solubilidade diminui.
35

36. Questão sobre álcoois:
(PUC-RS) O glicerol ou glicerina, é um composto encontrado em
cremes e sabonetes, porque esse composto:
H2C CH2 CH2
OH OH OH
a) É um triálcool alifático insaturado
b) Apresenta molécula apolar semelhante à da água
c) Interage com a água por pontes de hidrogênio
d) Apresenta átomo de carbono central assimétrico
e) Pertence à mesma função química da água.
Comentário: 500mL de água + 500mL de etanol não fazem juntos um
litro de solução.
36

37. Introdução:Os Fenóis são compostos orgânicos que apresentam o grupo
oxidrila (-OH) ligado diretamente a um carbono do núcleo benzênico.
Nomenclatura: A nomenclatura oficial (IUPAC) considera o grupo –OH
uma ramificação chamada hidroxi. Havendo necessidade de numeração,
esta deve iniciar pelo cabono que apresentar o grupo –OH.
OH OH
1
6 2 OH
5 3 CH3
4
Hidroxi-benzeno beta - hidroxi-naftaleno
1 - hidroxi - 3 - metil-benzeno
ou
orto-hidroxi-metil-benzeno
37

38. Os fenóis também apresentam nomes especiais que não obedecem a
nenhuma regra de nomenclatura.
OH HO OH
CH3 OH
fenol o-cresol catecol
OH
OH
alfa - naftol
beta - naftol
38

39. Dica: Aquecendo fenol com anidrido ftálico, na presença de ácido
sulfúrico, forma-se um composto chamado fenolftaleína, empregado em
laboratório como indicador ácido-base.
HO OH
O H OH
C
O H2SO 4
C + C
+ H2O
O
O
H OH
C O
39

40. A fenolftaleína é usada como indicador ácido-base porque adquire cor
conforme o meio:
-O O
HO OH
C
C
O
O
O-
C
C O
meio ácido = incolor meio básico = rosa
40

41. Exercícios sobre Fenóis:
Desenhe a molécula das seguintes estruturas:
a) 3–etil–1–hidroxi-benzeno
b) 1-hidroxi-3,5-dimetil-benzeno
c) 1-hidroxi-2,4,6-trimetil-benzeno
OH OH OH
H3C CH3
CH2
H3C CH3
CH3
CH3
3-ethylphenol 3,5-dimethylphenol
2,4,6-trimethylphenol
41

42. Introdução: Os éteres são compostos orgânicos que apresentam átomo
de oxigênio ligado a dois radicais monovalentes, alquila ou arila.
Nomenclatura: A nomenclatura oficial da IUPAC propõem escrever o
nome do radical alcoxi com menor número de átomos de carbono,
seguido do nome do hidrocarboneto correspondente ao outro radical
ligado ao oxigênio.
Radical alcoxi: metoxi
H3C O CH2
H3C O CH3
metoxi-etano CH3
hidrocarboneto correspondente: metano
42

43. Introdução:Os aldeídos são compostos orgânicos que apresentam o
grupo funcional( - CHO) denominado formila ou metanoíla.
Nomenclatura: Devemos considerar a cadeia principal a mais longa, que
contenha o grupo funcional. A numeração dos carbonos deve iniciar
sempre no carbono mais próximo ao grupo funcional do aldeído.
O
H3C CH2
CH C
H
H3C
3 - metil-butanal
43

44. Questão sobre aldeídos:
(UEL-PR) A oxidação do composto representado por R – COOH originou
ácido propanóico. Logo, o radical R é:
a) Etil
b) Metil
c) N-propil
d) Fenil
e) isobutil
44

45. Introdução:Cetonas são compostos orgânicos que apresentam o grupo
funcional carbonila entre carbonos.
Nomenclatura:Devemos considerar como cadeia principal a mais longa,
que contenha o grupo funcional, no caso, a carbonila. Começa-se a
numerar a cadeia pelo carbono mais extremo próximo ao grupo
carbonila.
O
H3 C C CH3
acetona
CH3
O
H3C CH CH3 R C R
C CH2 radical carbonila
O
3 - metil - 2 - pentanona
45

46. Introdução:Os ácidos carboxílicos são compostos orgânicos que
apresentam o grupo funcional carboxila.
Nomenclatura:Devemos considerar como cadeia principal a mais longa,
que contenha o grupo funcional. Também devemos numerar a cadeia
começando pelo carbono do grupo funcional.
O
O R C
H3C HC C OH
HC CH2 OH Radical Carboxila
CH3
CH3
ácido - 3 , 4 - dimetil-pentanóico
46

47. Questão sobre ácidos carboxílicos
(Unifor–CE) O composto CH3COOH tem, em solução aquosa,
propriedades:
a) Ácidas e, portanto, reage com HCl
b) Ácidas e, portanto, reage com NaOH
c) Nem ácidas nem básicas e, por isso, se dissolvem em água.
d) Básicas e, portanto, reage com HCl
e) Básicas e, portanto, reage com NaOH
47

48. Derivados de ácidos carboxílicos.
O
R C
O H
O
R C
O O
O O
R C R C
+
R C R C
O]- C O R1 O Cl
éster O
sal orgânico anidrido
cloreto de ácido
48

49. Introdução: As aminas são compostos orgânicos nitrogenados que
derivam, teoricamente, da molécula de gás amoníaco (NH3), através da
substituição de hidrogênios por radicais alquila ou arila.
Nomenclatura:A nomenclatura oficial propõem escrever para as aminas o
nome dos radicais ligados ao nitrogênio, seguido da palavra amina.
N CH3
H3C N CH2 CH3
H2N CH3
metilamina CH3
H
etil-metilamina
dimetil-fenilamina
49

50. Introdução: As amidas são compostos orgânicos nitrogenados e
derivados da amônia (NH3) pela substituição de hidrogênio por radical
acila.
Nomenclatura: Para amidas primárias, trocamos a terminação “óico” do
ácido correspondente pela palavra “amida”.
O O
H3C C H3C C
OH NH2
ácido etanóico etanamida
Para amidas N-substituídas, escrevemos a letra N, seguida do nome dos
radicais, e completamos o nome da amida primária correspondente.
O
H3C C
N CH2 CH3
CH3
N-metil-N-etil-propanamida
50

51. Nitrilas Isonitrilas
Derivado do cianeto de Derivado do isocianeto de
hidrogênio, HCN, pela substituição hidrogênio, HNC, pela substituição
do hidrogênio por uma cadeia do hidrogênio por uma cadeia
carbônica. carbônica.
R
R1
R
R1 C C N C
R2
R2 N C
Nomenclatura: Nomenclatura:
Prefixo+infixo+o+nitrila Prefixo+ il + carbilamina
H3C C N H3C N C
IUPAC: etanonitrila
IUPAC: metilcarbilamina
usual: cianeto de metila
Usual: isocianeto de metila
Dica: a acrilonitrila (CH2=CH-CN), é o monômero para
a fabricação da lã sintética orlon.
51

52. Nitrocompostos
Possui o grupo -NO2 ligado a uma cadeia carbônica.
R
R1 C NO2
R2
Nomenclatura:
Nitro + prefixo + infixo + o
NO 2
nitrobenzeno
52

53. 53

54. 54

55. 55

56. 56

57. 57

58. 2. Ligações Químicas
Ligações Intermoleculares
Introdução
As moléculas de uma substância sólida ou líquida se mantêm unidas através da atração existente entre elas.
Quanto maior for a força de atração maior será a coesão entre as moléculas. Isso ocasionará um aumento
nos pontos de fusão e ebulição da substância. As moléculas dos gases praticamente não exercem forças de
atração entre si. Por isso os gases apresentam baixo ponto de ebulição e extrema facilidade de se expandir.
As forças intermoleculares são classificadas em dois tipos: Força de Van der Waals e Ligação de hidrogênio.
Força de Van de Waals
São divididas em vários tipos, conforme a natureza das partículas:
• Íon - Dipolo permanente: Atração entre um íon e uma molécula polar (dipolo).
58

59. 2. Ligações Químicas
Ligações Intermoleculares
Íon - Dipolo induzido: Atração entre um íon e uma molécula apolar. O íon causa uma atração ou repulsão
eletrônica com a nuvem eletrônica da molécula apolar, causando uma deformação da nuvem eletrônica na
molécula apolar e provocando a formação de dipolos (induzidos).
Dipolo permanente - Dipolo permanente: Atração entre moléculas polares. Os dipolos atraem-se pelos pólos
opostos (positivo-negativo).
Dipolo permanente - Dipolo induzido: Atração entre uma molécula polar e uma molécula apolar. O dipolo
causa repulsão eletrônica entre seu pólo positivo e a nuvem eletrônica da molécula apolar e uma repulsão
entre esta nuvem e seu pólo negativo. Isso causa uma deformação da nuvem eletrônica na molécula apolar,
provocando a formação de dipolos (induzidos).
59

60. 2. Ligações Químicas
Ligações Intermoleculares
Dipolo induzido - Dipolo induzido: Também chamada Força de dispersão de London, é uma atração que
ocorre entre moléculas apolares, que quando se aproximam umas das outras, causam uma repulsão entre
suas nuvens eletrônicas, que então se deformam, induzindo a formação de dipolos. Essa força é mais fraca
que a do tipo dipolo permanente - dipolo permanente. Logo, as substâncias que apresentam esse tipo de
ligação apresentam menor ponto de fusão e ebulição. Quanto maior for o tamanho da molécula, mais
facilmente seus elétrons podem se deslocar pela estrutura. Maior é então, a facilidade de distorção das
nuvens eletrônicas, e mais forte são as forças de dispersão de London. Isso faz com que a substância tenha
maior ponto de ebulição.
60

61. 2. Ligações Químicas
Ligações Intermoleculares
A ligação de hidrogênio
A ligação de hidrogênio, também conhecida como ponte de hidrogênio, é um enlace químico em que o átomo
de hidrogênio é atraído simultaneamente por átomos muito eletronegativos, atuando como uma ponte entre
eles. As ligações de hidrogênio podem existir no estado sólido e líquido e em soluções. É condição essencial
para a existência da ligação de hidrogênio a presença simultânea de um átomo de hidrogênio ácido e de um
receptor básico. Hidrogênio ácido é aquele ligado a um átomo mais eletronegativo do que ele, de maneira
que o seu elétrons sofra um afastamento parcial. Receptor básico é uma espécie química que possua um
átomo ou grupo de átomos com alta densidade eletrônica, sendo que o ideal é a presença de pelo menos um
par de elétrons livres. A ligação de hidrogênio pode ser de dois tipos:
intramolecular - Nesse caso a configuração espacial da molécula é favorável à formação da ligação entre um
grupo doador e um receptor de prótons dentro da própria molécula.
Intermolecular - Envolve o grupo doador de prótons de uma molécula e o grupo receptor de prótons de outra
molécula.
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62. Propriedades Físicas e Químicas dos Compostos Orgânicos
62

63. 63

64. 64

65. 65

66. Introdução: Vamos recordar a obtenção da uréia através do aquecimento
do cianato de amônio, realizada em 1828, por Wöhler:
NH2
Aquecimento
NH4OCN O C
cianato de amônio uréia NH2
Note que a fórmula molecular do cianeto de amônio e da uréia é
CH4N2O.
Então, podem existir substâncias diferentes com a mesma fórmula
molecular? Para designar este fenômeno, o cientista Berzelius, maior
autoridade científica da época, criou o termo isomeria (iso = igual;
mero = número)
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67. Esquema de Análise
A s f ó r m u l a s m o le c u l a r e s
d e d u a s s u b s t ã n c ia s
(d e fe re n te s )
s ã o ig u a is ?
S IM NÃO
S ã o is ô m e r o s N ã o s ã o is o m e r o s
A d if e r e n ç a
e n t r e e s s a s s u b s t â n c ia s
p o d e s e r p r e c e b id a n a
f o r m u la e s t r u t u r a l p la n a ?
S IM NÃO
S ã o Is ô m e ro s S ã o is ô m e r o s
P la n o s e s p a c ia is
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68. Isomeria de Cadeia ou também isomeria de núcleo, é o fenômeno de
ocorrência de dois ou mais compostos de mesma fórmula molecular,
pertencentes à mesma função e que diferem do tipo de cadeia carbônica.
H3C CH3
H3C CH2 CH
CH2
CH3 H3C
butano metil-propano
função: hidrocarboneto função: hidrocarboneto
cadeia: aberta e normal cadeia: aberta e ramificada
fórmula molecular: C 4H10 fórmula molecular: C 4H10
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69. Isomeria de posição é o fenômeno de ocorrência de dois ou mais
compostos de mesma fórmula molecular, pertencentes à mesma função
e que diferem na posição de um grupo de átomos ou na posição de uma
insaturação (dupla ou tripla ligação).
H3C CH3
H3C CH2 CH
CH2
OH OH
1 - propanol 2 - propanol
função: álcool função: álcool
cadeia: aberta saturada e normal cadeia: aberta saturada e normal
fórmula molecular: C3H8O fórmula molecular: C3H8O
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70. Isomeria de função ou isomeria funcional, é o fenômeno de ocorrência
de dois ou mais compostos de mesma fórmula molecular que pertencem
a funções diferentes.
O
O
H3C C
CH2 H H3C C CH3
propanal propanona
função: aldeído função: cetona
cadeia: aberta saturada e normal cadeia: aberta saturada e normal
fórmula molecular: C 3H6O fórmula molecular: C 3H6O
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71. Metameria ou isomeria de compensação
H3C CH2 CH3 H3C O CH3
O CH2 CH2 CH2
metoxi-propano etoxi-etano
função: éter função: éter
cadeia: aberta e heterogênea cadeia: aberta e heterogênea
fórmula molecular: C4H10O fórmula molecular: C4H10O
A diferença entre os compostos está na posição do heteroátomo
oxigênio; então, o metoxi-propano e o etoxi-etano são isômeros de
posição. Esta isomeria tem nome diferenciado pois a diferença está no
heteroátomo da cadeia.
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72. Tautomeria
H O H O
H
H C C C
C
H H
H H
aldeído (C2H4O) enol (C2H4O)
Dissolvendo etanal em água, verificamos que parte desse aldeído se
converte em enol, através da migração de um átomo de hidrogênio na
molécula, estabelecendo um equilíbrio dinâmico entre aldeído e enol,
chamado equilíbrio aldo-enólico.
Esses isômeros de função, que coexistem em equilíbrio numa solução,
transformando-se um no outro através de rearranjo molecular, recebem
o nome de tautômeros. Este tipo de isomeria não ocorre apenas com
aldeídos, mas também com outros compostos (equilíbrio ceto-enólico por
exemplo).
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73. Exercício:
01) Construa a fórmula estrutural e verifique o tipo de isomeria que
ocorre entre os compostos abaixo:
a) 2- buteno e ciclobutano
b) 2-metil-pentano e 3-metil-pentano
c) Butanal e butanona
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74. Isomeria Geométrica: Consideremos que esses átomos podem dispor-se
no espaço de duas maneiras diferentes, sem, no entanto mudar as
ligações entre eles. Ocorrem isômeros geométricos quando a fórmula
estrutural plana apresenta dois carbonos ligados por dupla ligação e
quando, para cada um desses carbonos, aparecem dois ligantes
diferentes entre sim, ou então quando a cadeia carbônica é cíclica e em
pelo menos dois carbonos do ciclo aparecem, para cada um deles, dois
ligantes diferentes entre si.
H Cl Cl Cl
C C C C
Cl H H H
trans - 1, 2-dicloro-eteno cis - 1 , 2-dicloro-eteno
isomeros geométricos
Usa-se “trans” para os radicais em planos de simetria diferentes e “cis”
para radicais em planos de simetria iguais.
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75. Isomeria E e Z: A representação cis e trans pode causar ambigüidade se
for aplicada a alcenos cujos átomos de carbono da dupla possuam em
conjunto mais que dois ligantes diferentes. As letras vem do alemão, “E”
vem de entgegen que significa opostos e a letra “Z” vem de zusammen
que significa juntos.
No sistema E-Z, examinamos os dois grupos ligados a cada átomo de
carbono da dupla ligação e o colocamos em ordem de prioridade.
Terá maior prioridade o ligante cujo átomo imediatamente ligado ao
carbono da dupla tiver maior número atômico.
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76. Exemplo: consideramos o alceno 3-metil-3-hepteno
H3C CH2 CH2 CH2 CH3
C C
x y
H CH3
No carbono x o ligante de maior prioridade é o n-propil, pois o carbono
tem número atômico maior que o átomo de hidrogênio.
No carbono y o ligante de maior prioridade é o etil, pois o carbono desse
radical está ligado a outro carbono, já o radical metil está ligado a um
hidrogênio.
Então, o nome do composto é: Z-3-metil-3-hepteno. A configuração do
E-3-metil-3-hepteno está abaixo:
H
CH2 CH3
C C
x y
CH3
H3C CH2 CH2
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77. Isomeria Óptica: Esse tipo de isomeria só ocorre com moléculas
assimétricas, isto é, moléculas que nunca conseguimos dividir de modo
que os dois lados resultantes dessa divisão sejam iguais. A diferença
fundamental entre os isômeros ópticos está na capacidade de desviar o
plano de vibração de uma luz polarizada para a direita (sentido horário)
ou para a esquerda (sentido anti-horário).
Carbono Assimétrico: Um modo de verificarmos se a molécula de
determinado composto orgânico é assimétrica e, portanto, se possui
atividade óptica é observar se essa molécula possui átomo de carbono
assimétrico.
Átomo de carbono assimétrico é aquele que sofre hibridização sp3 e
possui todos os 4 ligantes diferentes entre si.
b
a *C c
d
C* = carbono assimétrico
a=b=c=d
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78. A luz polarizada
Uma lâmpada incandescente emite uma luz que é constituída de
ondas eletromagnéticas, que se propagam com vibrações em infinitos planos,
formando, teoricamente, um movimento espiralado. Esse movimento é
resultado da composição das diversas vibrações em vários planos. Se
"filtrarmos" essas vibrações de modo que se tenha vibração em apenas um
plano, teremos a chamada luz polarizada. Veja o esquema abaixo:
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79. Os dispositivos capazes de "filtrar" os planos de propagação da luz
são denominados polarizadores. Existem muitas maneiras de polarizar a luz,
uma delas é utilizar o prisma de Nicol - um cristal transparente de CaCO3
denominado espato da Islândia, que possui a propriedade de produzir a dupla
refração da luz. Para cada raio incidente saem dois raios refratados. Esses
dois raios refratados são polarizados, porém, em planos diferentes. Para obter
a luz em um único plano de vibração é preciso eliminar um desses raios. Para
isso o prisma é cortado segundo um plano diagonal e em seguida as partes
cortadas são coladas com uma resina transparente denominada bálsamo do
Canadá.
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80. Exemplo: Carbono assimétrico no 3-metil-hexano
CH3
CH2
H3C *C
CH2 CH2 CH3
H
* carbono assimétrico
etil = metil = n-propil = hidrogênio
A relação do número de carbonos assimétricos com o número de
isômeros opticamente ativos se dá pela regra de van’t Hoff.
Número de carbonos ópticos ativos = 2n
Sendo n=número de carbonos assimétricos na molécula
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81. Exercícios:
(Fuvest-SP) A substância com a fórmula abaixo é:
O
C
H2C O
C C
H CH2 CH2 CH3
CH3 H
a) Um éter cíclico, cuja molécula tem dois carbonos assimétricos
b) Uma cetona cíclica, cuja molécula tem um carbono assimétrico
c) Uma cetona cíclica, cuja molécula tem dois carbonos assimétricos
d) Um éster cíclico, cuja molécula tem um carbono assimétrico
e) Um éster cíclico, cuja molécula tem dois carbonos assimétricos
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