Blog

Alcanos ou Parafinas 1- Nomenclatura e exemplos: Nomenclatura oficial IUPAC: prefixo + ano Alguns exemplos importantes: [pic] OBS: é comum alcanos cadeias nor cadeia ramlficada. Ex n-alcano para os os isômeros de PACE 1 orao to view nut*ge 2- As conformações moleculares Os alcanos são hidrocarbonetos saturados, ou seja, todos os seus carbonos realizam quatro ligações simples. A hibridação nesse caso é sp3, o que lhes confere uma geometria tetraédrica. Veja abaixo duas posições espaciais para a molécula de etano: Trata-se de duas posições completamente opostas entre si. entanto, entre essas duas posições existe uma infinidade de outras posições possíveis. essas posições são chamadas de conformações. Mas qual seria então a verdadeira conformação do etano? A resposta é: todas elas. A ligação sigma que une dois átomos de carbono tem simetria cilíndrica – a sobreposição de orbitais e a energia da ligação, portanto, deve ser a mesma em todas as disposições possíveis. Se os vários arranjos possíveis não diferem entre si não-dirigida, e desestabiliza o sistema. A maioria das moléculas do etano, portanto, deve existir na conformação interpolada, ue é mais estável.

Contudo, a barreira de 3 kcal não se pode considerar alta. mesmo à temperatura ambiente, é bastante elevada a fração de choques entre as moléculas que se dão com energia suficiente para operar a passagem de uma conformação à outra. A interconversão de uma estrutura na outra é tão rápida que não se pode separá-las. A temperaturas muito baixas, porém, a energia dos choques entre as moléculas é baixa. isso explica o fato de se ter conseguido separar dois isômeros do composto CHBr2CHBr2 em que há considerável aglomeração atômica. 3- Algumas fontes naturais e aplicações dos alcanos

O metano, o mais simples dos alcanos, e outros alcanos com poucos átomos de carbono constituem a parte principal dos gases emanados presentes nos terrenos petrol[feros e em locais pantanosos, onde há muita materia orgânica em decomposição, ou nas minas de sais potássicos, onde se notam, frequentemente, formações de gases ricos em metano. Outra fonte natural de alcanos é o petróleo, geralmente formado por uma mistura de hidrocarbonetos nos quais os átomos de carbono variam de 1 a 40. Também em algumas essências vegetais verifica-se a presença de alcanos, em especial o heptano normal.

Outros alcanos, de elevada massa molecular, encontram-se em pequenas porcentagens na cera de abelha, principalmente o heptacosano (C27H56) e o hentriacotano (C31 H64). 4- propriedades físicas Por serem compostos completamente apolares, as forças (de Van der Waals) que mantêm unidas as moléculas dos alcanos são muitas fracas e de curto raio de ação – atuam apenas entre partes de moléculas vizinhas ue se encontrem em contato, ou sela, entre as superffcies d D PAGF que se encontrem em contato, ou seja, entre as superfícies das moléculas.

Deve-se esperar, portanto, que quanto maior for a olécula, e consequentemente a área superficial, maiores serão as forças intermoleculares. Assim, algumas propriedades físicas, como o ponto de fusão (PF) e o ponto de ebulição (PE) crescem à medida que aumenta o número de carbonos na cadeia dos alcanos. À temperatura ambiente os n-alcanos com até 4 carbonos são gasosos; de 5 a 16 carbonos são l[quidos e acima de 17 são sólidos. Os alcanos isômeros apresentam diferenças no PE e PF.

Por exemplo, o butano tem PE = 0,80 C e o isobutano tem PE = -11,70 C. Pode-se generalizar que, para alcanos isômeros, aquele ue tiver maior número de ramificações terá menor ponto de ebulição. Imagina-se que, pela inserção de cadeias laterais, a molécula tende a aproximar-se da forma esférica; isso produz um decréscimo da área superficial relativa e, consequentemente, enfraquecimento das forças intermoleculares, as quais podem, assim, ser vencidas a temperaturas mais baixas.

Quanto à solubilidade, os alcanos, sendo moléculas apolares, dissolvem-se apenas em solventes apolares como benzeno e em outros alcanos líquidos (gasolina, querosene etc). A densidade dos alcanos aumenta inicialmente com o peso olecular, mas tende depois para um limite de cerca de 0,778, sendo todos, portanto, menos densos que a água. 5- Métodos de obtenção Os alcanos mais baixos, desde o metano até o n-pentano, podem ser obtidos em estado puro, pela destilação fracionada do petróleo e do gás natural.

As frações separadas do petróleo, no entanto, são constituídas de misturas complexas de vários hidrocabonetos com diferentes números de átomos de carbono e, sob a forma de diversos isómeros. Os demais alcanos têm de ser preparados em laboratório. O uso que se dá a ca de diversos isômeros. Os demais alcanos têm de ser preparados em laboratório. O uso que se dá a cada uma das frações depende essencialmente da respectiva volatilidade ou viscosidade dos compostos.

I Fração I Temperatura de ebulição Número de átomos de carbono Gás Éter de petróleo I Ligroína (nafta leve) 7 Gasolina natural 10 e cicloalcanos I Petróleo de iluminação 12 a 18 e aromáticos Gasóleo ou mais Óleo de lubrificação abaixo de 200 C | 20 – 600 c 60 – 1000 c 140 – 2050 c 175 – 3250 c I acima de 2750 C líquidos não voláteis 16a 15a 112 cadeias longas ligadas a ciclos Asfalto ou coque do petróleo I estruturas policíclicas [PiC] sólidos não voláteis 6- Propriedades químicas Os alcanos são compostos naturalmente pouco reativos.

Para fazer reagir um alcano é preciso fornecer grande quantidade de energia, pois sua estrutura é muito estável e muito dificil de ser quebrada. Só uma partícula extremamente reativa, como um átomo ou um radical livre, consegue atacar a molécula do alcano. As reações geralmente se dão pela subtração de hidrogênios do alcano, rompendo homoliticamente a ligação. Forma-se en se dão pela subtração de hidrogênios do alcano, rompendo homollticamente a ligação. Forma-se então um radical livre, que continua a sequência da reação.

A molécula do alcano, todavla, possui diversos átomos de hidrogênio, e o produto, que efetivamente se forma, depende de qual desses hidrogênios é rem avido. PAGF s OF chamado isomeria geométrica A-g, e ocorre quando existe uma dupla ligação, sendo que nos carbonos estão ligados dois pares iguais de grupos diferentes, como o exemplo acima. As duas estruturas são isômeros geométricos, e recebem nomes ligeiramente diferentes: a estrutura é chamada Cis 1,2- dicloro eteno e a estrutura II é chamada Trans 1,2- dicloro eteno. O prefixo cis indica que os grupos iguais estão do mesmo lado no plano que corta a dupla ligação.

O prefixo trans indica que os grupos iguais estão em lados opostos no plano que corta a dupla ligação. Os isômeros geométricos diferem entre si em algumas propriedades químicas, especialmente quanto à velocidade das reações, mas diferem principalmente nas propriedades físicas, tais como PF e PE. indlces de refração, solubilidade, densidade 3. 2) Isomeria geométrica cis-trans E-Z: Um tipo especial de isomeria geométrica – a isomeria geométrica E-Z – ocorre quando os carbonos de rotação impedida ão ligados a dois grupos diferentes, podendo ser os quatro grupos diferentes entre si.

Nesse caso a referência é o número atômico (Z) dos grupos ligados aos carbonos. Veja um exemplo: No isômero cis, os grupos de maior Z (em vermelho) estão do mesmo lado do plano da dupla ligação e no isômero trans, estão em lados opostos. 4- Propriedades físicas Os alcenos apresentam essencialmente as mesmas propriedades físicas dos alcanos: são insolúveis em água e solúveis em solventes apolares, são menos densos que a água e os pontos de ebulição escalonam-se igualmente segundo o úmero de carbonos na cadeia e dependem da maior ou menor ramificação que nela exista.

Também o número de ramificações existentes no alceno pode estabilidade: quanto estabilidade: quanto maior o número de grupos alquilo ligados aos carbonos da dupla ligação, mais estável será o alceno. Os alcanos são completamente apolares. Certos alcenos, ao contrário, podem ser fracamente polares, como, por exemplo, o H3C – CH = CH2. A ligação que une o grupo alquilo ao carbono da dupla ligação tem uma pequena polaridade, cuja orientação se julga ser do grupo alquil para o carbono da dupla.

Por efeito ndutivo +1, o grupo alquil pode ceder elétrons para o carbono parcialmente polarizado da dupla ligação. Visto não existir outro grupamento capaz de gerar um efeito indutivo equivalente em sentido oposto, cria-se na molécula um certo momento de dipolo Os alcenos que apresentam o fenômeno da isomeria geométrica podem apresentar diferenças em seus pequenos momentos de dipolo. Os isômeros trans geralmente apresentam p ‘ O. Já os isômeros cis revelam um pequeno valor para p.

Isso porque os isômeros trans possuem grupos iguais em posições opostas, gerando portanto, efeitos indutivos equivalentes que se nulam, o que não ocorre com os isômeros cis. Os alcenos mais simples, até cinco átomos de carbono, podem ser obtidos em forma pura, na indústria do petróleo. Os demais são produzidos em laboratório. Os alcenos sofrem principalmente reações de adição. Estes hidrocarbonetos caracterizam-se por possuírem uma dupla ligação entre carbonos, constituída de uma ligação sigma, forte, e uma ligação pi, fraca. ? de se esperar, portanto, que as reações consistam na ruptura da ligação mais fraca. Tal previsão é confirmada experimentalmente: a química dos alcenos é asicamente a ruptura da ligação pi, fraca, e a formação de duas ligações sigma, fortes, na mesma molécula. Logo, são reações de adição. Os elétrons d PAGF 7 Os elétrons da ligação pi contribuem menos que os elétrons da ligação sigma para manter os núcleos dos átomos unidos.

Consequentemente, os próprios elétrons pi são menos fortemente atraídos pelos núcleos e, portanto, mais disponlVeis, particularmente para um reagente deficiente de elétrons, ou seja, um eletrófilo. Veja abaixo o que ocorre com a insaturação, devido ao efeito da ressonância: Como a estrutura é um hibrido que comporta tanto uma carga positiva quanto uma carga negativa, existem duas possibilidades: a adição nucleofilica e a adição eletrofilica.

Alcinos 1- Nomenclatura e exemplos Nomenclatura Oficial IUPAC: prefixo + ino + posição da tripla ligação. 2- A ligação tripla A ligação tripla constitui a característica principal dos alcinos, e os carbonos ligados dessa forma possuem hibridação sp, que lhes confere uma geometria linear. A ligação tripla é formada por uma ligação sigma e duas ligações pi ortogonais, assumindo a forma de um tubo. A sua energia total é de 123 cal. Mais forte, portanto, que a ligação dupla (100 kcal) e a ligação simples (83 kcal).

Por estarem mais fortemente unidos, a distância da ligação entre s átomos de carbono é escalonam-se igualmente segundo o número de carbonos na cadeia e dependem da maior ou menor ramificação que nela exista. 4- Métodos de obtenção Não são muito importantes as reações que produzem alcinos, porém, vale a pena destacar a desalogenação de dihaletos vicinais. 5- Propriedades químicas O carbono, quando em tripla ligação, comporta-se como se fosse um elemento mais eletronegativo do que o carbono que articlpa apenas de ligações ou duplas.

Assim, o hidrogênio Ilgado ao carbono da tripla ligação adquire um apreciável caráter ácido. Assim, a presença ou não do hidrogênio no carbono da tripla ligação faz com que os alcinos tenham propriedades químicas diferentes. Os alcinos que possuem o hidrogênio terminal são chamados alcinos verdadeiros, e os que não o possuem são chamados alcinos falsos. Veja um exemplo que deixa clara essa diferença: (alcino verdadeiro) H3C – C [pic]C – H + Na [pic] H3C – C [pic]C – (alcino falso) H3C – C [pic]C – CH3 Na [pic] não reage

Os alcinos sofrem típicas reações de adição eletrofílica, assim como os alcenos, e pela mesma razão: a reatividade dos elétrons pi. O alcino de maior importância industrial é precisamente o membro mais simples da família – o acetileno (etino), preparado pela ação da água sobre o carbeto de cálcio (caca: 1-420 + CaC2 [pic] HC [pic]CH + Cao É enorme o consumo anual de acetileno. Dissolvldo, sob pressão, em acetona, vende-se em garrafas de aço para utilização na soldadura oxiacetilênica. O acetileno é material de partida de várias sínteses industriais de importantes compostos orgânicos.

OBS: O carbeto de cálcio conhecido também como carbureto) pode ser obtid entre o óxido de cálcio entre o óxido de cálcio (CaO) e o carvão coque, realizada a temperaturas próximas à 20000 C em fornos elétricos. Dieno 1. Nomenclatura: Nomenclatura oficial IUPAC: prefixo + adieno + posição das duplas ligações 2. propriedades qu(rmcas As propriedades químicas dos dienos dependem das posições em que se encontram as ligações duplas. Ligações duplas isoladas ou acumuladas pouco efeito exercem uma sobre a outra, e, por isso, cada uma delas reag e um alceno simples.