75673222 quimica organica completa com exercicios

QQUUÍÍMMIICCAA OORRGGÂÂNNIICCAA

Um Estudo dos Compostos

dos Seres Vivos U Q

Universo da Química www.fabianoraco.oi.com.br

Professor Fabiano Ramos Costa – [email protected] EEnnssiinnoo MMééddiioo

Química Não se Decora, Compreende!

QUÍMICA ORGÂNICA É o ramo da Química que estuda os compostos do

elemento carbono. O ÁTOMO DE CARBONO

O átomo de carbono apresenta as seguintes características: 1. Número atômico 6 (Z = 6). 2. Número de massa 12 (A = 12). 3. Configuração eletrônica:

[ ] [ ] [ ][ ][ ]

4

22

2

2 2 2 1

LK

pss↑↑↑↓↑↓

.

De acordo com a configuração eletrônica acima, o átomo de carbono poderia fazer apenas 2 compartilhamentos eletrônicos, isto é, 2 ligações covalentes. Entretanto a estabilidade máxima do carbono é conseguida através de 4 compartilhamentos (tetravalência constante ), de acordo com o quadro abaixo: 4 ligações covalentes

simples

1 ligação covalente dupla e

duas simples

2 ligações covalentes

duplas

1 ligação covalente tripla e 1 simples

C

C

C C

A TETRAVALÊNCIA CONSTANTE DO CARBONO A figura abaixo mostra a disposição dos elétrons do átomo de carbono no estado fundamental (menor energia):

1s2

2s22p2

Energia

CAMADAK

CAMADAL

Os elétrons da camada L têm uma diferença de energia muito pequena. Ao fornecer energia ao átomo de carbono, um dos elétrons do subnível 2s salta para o orbital 2p vazio, tornando-se um átomo de carbono excitado com 4 elétrons desemparelhados. Assim, verifica-se a possibilidade de se fazer 4 compartilhamentos eletrônicos.

1s2

2s12p3

Energia

CAMADAK

CAMADAL

A HIBRIDIZAÇÃO DO CARBONO Após ficar excitado , o átomo de carbono, dependendo da ligação, hibridizará seus orbitais mais externos (2s e 2p), dando origem a novos orbitais híbridos denominados de 3sp (quando o orbital 2s mistura aos 3

orbitais 2p), 2sp (quando o orbital 2s mistura com apenas 2

orbitais 2p, ficando um 2p puro) e sp (quando o orbital 2s

mistura com apenas 1 orbital 2p, deixando 2 orbitais 2p puros). É dessa forma que analisaremos a geometria dos átomos de carbono. Hibridização 3sp

Na formação dos híbridos 3sp , a energia de cada

um deles é a mesma, sendo maior que a energia do 2s e menor que a energia do 2p.

1s2

2s1

2p3

Energia

Hibridizaçãosp3

1s2

sp3

Energia

sp3 sp3 sp3

Na hibridização 3sp , os 4 orbitais híbridos

distanciam-se uns dos outros por um ângulo de 109°28’ (equivale ao ângulo de 109,47°). Essa distância pro voca a formação de uma geometria tetraédrica , como no caso do metano,

4CH .

→ C

→ → • A linha contínua indica ligação no plano; • A linha tracejada indica ligação atrás do plano; • A cunha cheia indica ligação à frente do plano.

Hibridização 2sp

Na formação dos híbridos 2sp , a energia de cada

um deles é a mesma, sendo maior que a energia do 2s e menor que a energia do 2p. Porém, restará um orbital p “puro” com energia maior que a dos híbridos.

1s2

2s1

2p3

Energia

Hibridizaçãosp2

1s2

sp2

Energia

sp2 sp2 2ppuro

Na hibridização 2sp , os 3 orbitais híbridos

distanciam-se uns dos outros por um ângulo de 120° . Essa distância provoca a formação de uma geometria trigonal plana .

→

C

Hibridização sp

Na formação dos híbridos sp , a energia de cada um

deles é a mesma, sendo maior que a energia do 2s e menor que a energia do 2p. Porém, restarão dois orbitais p “puros” com energia maior que a dos híbridos.

1s2

2s12p3

Energia

Hibridizaçãosp

1s2

sp

Energia

sp2ppuro2ppuro

Na hibridização sp , os 2 orbitais híbridos

distanciam-se uns dos outros por um ângulo de 180° . Essa distância provoca a formação de uma geometria linear .

→

-

C



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FÓRMULAS NA QUÍMICA ORGÂNICA

As moléculas orgânicas serão representadas através das seguintes fórmulas:

• Eletrônica (Lewis) : Mostra os elétrons da camada de valência de cada um dos átomos que constituem a molécula, assim como os elétrons que participam da ligação (ligantes) e também os que não participam (não-ligantes). Observação : Sempre comece a distribuição dos elétrons pelo emparelhamento.

4CH C CH CHH

HH

62HC CHH

HCH

HH

42HC CHH

C HH

22HC CH C H 43HC C

HC CH H

H

OHHC 52

CH

C HHH

H HO

• Estrutural Plana : Substitui os pares de elétrons

ligantes por um traço.

4CH CH

H

H

H

62HC CH

H

H

C

H

H

H

42HC CH

H

C

H

H

22HC CH C H

43HC CH

H

C C

H

H

OHHC 52 CH

H

H

C

H

H

O H

• Estrutural Condensada : Agrupa átomos ou grupos

de átomos que se repetem, mantendo as ligações entre os átomos de carbono.

4CH 4CH

62HC H3C CH3 42HC H2C CH2 22HC HC CH 43HC H2C C CH2

OHHC 52 H3C CH2 OH

• Molecular : Indica todos os átomos que formam a molécula.

4CH 62HC

42HC 22HC

43HC OHHC 52

• Mínima : Indica a menor proporção entre os átomos numa molécula.

4CH 62HC

42HC 22HC

43HC OHHC 52

4CH 3CH

2CH CH 43HC OCH3

• Linhas : Representa as ligações do carbono com os outros átomos da molécula por uma linha (em zigue-zague). Os átomos de hidrogênio ligados diretamente ao carbono não são indicados.

4CH Não tem fórmula de linhas.

62HC 42HC 22HC 43HC

OHHC 52 OH

ATIVIDADES (A) 1. (1) O eritreno é um monômero que pode ser utilizado para

a produção de borracha sintética. Sua fórmula estrutural pode ser representada por:

CH

H

C

H

C

H

C H

H

1 2 3

As posições 1, 2 e 3 correspondem a ligações que existem entre carbonos. Indique quais são essas ligações, escrevendo novamente a fórmula estrutural do eritreno.

2. (2) Dada a estrutura apenas da cadeia carbônica de uma

molécula 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10C C C C C C C C C C

a) Escreva sua fórmula molecular. b) Escreva sua fórmula estrutural condensada. c) Escreva sua fórmula de linhas. d) Quais átomos estão hibridizados em 3sp , em

2sp e em sp ? (escreva os números indicados

na molécula) e) Qual o ângulo entre as ligações do carbono-8?

3. (3) Considere as estruturas parciais A e B:

C C

C C C

C

C

C

C C

A B

Agora diga a quantidade de átomos de hidrogênio presentes em cada estrutura.

4. (4) Considere as fórmulas de linhas I e II:

SI II

Agora escreva a fórmula molecular e estrutural condensada de cada uma delas.



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CADEIAS CARBÔNICAS

Uma cadeia carbônica é o conjunto de todos os átomo s de carbono e de todos os heteroátomos que constit uem a molécula de qualquer composto orgânico.

Heteroátomo é um átomo diferente do carbono, mas entre carbonos numa cadeia, tais como O , N , S e P .

C O CH

H

H

H

H

H

Heteroátomo

CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIAS CARBÔNICAS

As cadeias carbônicas são classificadas segundo alguns critérios:

Cadeia aberta, acíclica ou alifática Cadeia fechada ou cíclica

Apresenta pelo menos duas extremidades e nenhum ciclo/anel.

C C O C C

C C C C

Cadeia normal, reta ou linear

Cadeia Ramificada

Apresenta somente duas extremidades e seus átomos estão dispostos numa única

seqüência.

Apresenta no mínimo três extremidades e seus átomos não estão dispostos numa

única seqüência.

C C C C

C C C C C

O

C C C C

C

Ramificação

C C C N C

O

CRamificação

Cadeia Saturada Cadeia Insaturada Apresenta apenas ligações simples entre os átomos da

cadeia.

Apresenta pelo menos uma ligação dupla ou tripla entre

os átomos da cadeia.

C C C

C C C N

C

C C C

Cadeia Homogênea Cadeia Heterogênea É constituída apenas por

átomos de carbono ligados entre si.

Apresenta pelo menos um heteroátomo na cadeia.

C C C C

OH

C

C C C OH

O

C S C

Não apresenta extremidades, e os átomos originam um ou mais ciclos/anéis.

C

C

CC

CN

C

C C

C

Cadeia Aromática Cadeia alicíclica ou não-

aromática São aquelas que apresentam

pelo menos um anel benzênico. A mais simples dela é o anel benzênico,

66HC .

São cadeias fechadas que não apresentam o núcleo aromático ou benzênico.

C

C

CC

CC

ou ou

C

C

CC

CC

C

C C

C

Cadeia Saturada Cadeia Insaturada Apresenta apenas ligações simples entre os átomos da

cadeia.

Apresenta pelo menos uma ligação dupla ou tripla entre os

átomos da cadeia.

C

CC

C

CC

C

C C

CO

Cadeia Homogênea Cadeia Heterogênea É constituída apenas por

átomos de carbono ligados entre si.

Apresenta pelo menos um heteroátomo na cadeia.

C

CC

C

CC

OH

C

C C

CO

Cadeias carbônicas cujas estruturas apresentam extremidades livres e ciclos são denominadas de cadeias carbônicas mistas . CLASSIFICAÇÃO DOS ÁTOMOS DE CARBONO NA CADEIA • Carbono primário : Aquele ligado diretamente a apenas 1 átomo de carbono. • Carbono secundário : Aquele ligado diretamente a 2 outros átomos de carbono. • Carbono terciário : Aquele ligado diretamente a 3 outros átomos de carbono. • Carbono quaternário : Aquele ligado diretamente a 4 outros átomos de carbono. Obs .: Alguns autores de livros de ensino médio denominam o carbono não ligado a carbono de nulário , outros de primário e outros simplesmente não o classificam, portanto, não existe uma definição para tal classificação, use o bom senso!! Na minha opinião, não deveria ser classificado!!

C C C C C C C O C

C

C

CC C

H

H

H

H

H

HH

H

H

H

H

H

HH

H

H

H

HH

Hp

p

p

ps s s

s s

t

t

q

CLASSIFICAÇÃO DOS ÁTOMOS DE HIDROGÊNIO NA CADEIA • Hidrogênio primário : Aquele ligado diretamente a um carbono primário. • Hidrogênio secundário : Aquele ligado diretamente a um carbono secundário. • Hidrogênio terciário : Aquele ligado diretamente a um átomo de carbono terciário. • Hidrogênio quaternário : Não existe hidrogênio quaternário, por motivos óbvios.



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ATIVIDADES (A) 5. (5) Uma das variedades do náilon pode ser obtida a partir

de uma matéria-prima denominada caprolactana , que apresenta a seguinte fórmula estrutural:

NH

O

A respeito dessa substância, pede-se: a) sua fórmula molecular. b) A classificação da sua cadeia carbônica. c) O número de carbonos: primários, secundários,

terciários e quaternários. 6. (6) Na estrutura a seguir, determine a quantidade de

átomos de carbono primário, secundário, terciário e quaternário, respectivamente:

H3C CH2 C

CH3

CH3

CH

CH3

CH C

CH3

CH2 O CH3

a) 7-3-2-1. b) 6-3-2-2. c) 7-2-2-1. d) 5-4-3-2. e) 5-3-3-1.

7. (7) A respeito da cadeia carbônica abaixo, podemos dizer

que ela é:

C C

C

C C C

CC

a) Aberta e ramificada. b) Homogênea e normal. c) Cíclica e homogênea. d) Cíclica e saturada. e) Alicíclica e heterogênea.

8. (8) Das fórmulas a seguir a única que possui cadeia

carbônica heterogênea, saturada e normal, é: H3C CH2 CH2 MgCl

H2C CH CH2 OH

H3C C

O

H

H3C CH2 O CH3

H3C CH

CH3

C

O

CH3

a)

b)

c)

d)

e)

9. (9) Considere os compostos (I) e (II), depois responda ao

que se pede:

H2CCH2

SCH2

CH2

Cl Cl H3C C CH3

O

Gás Mostarda(usado em guerras químicas) Acetona

(I) (II)

a) Qual deles apresenta cadeia carbônica

heterogênea? b) Escreva a fórmula molecular de cada

composto. c) Escreva a fórmula de linhas de cada composto. d) Quantos carbonos no composto (I) estão

hibridizados em 3sp ?

e) Qual o ângulo entre as ligações do carbono central do composto (II)?

10. (10) O benzeno,

66HC , é um hidrocarboneto ... . A melhor

opção para completar a lacuna é: a) Aromático e saturado. b) Aromático e insaturado por 2 duplas ligações. c) Alicíclico insaturado por 2 duplas ligações. d) Alicíclico saturado. e) Aromático e insaturado por 3 duplas ligações.

11. (11) Classifique cada uma das cadeias carbônicas abaixo:

a)

b)

c)

d)

e)

12. (12) Dê a fórmula molecular de cada uma das moléculas

da questão anterior. 13. (13) As estruturas moleculares do ácido acetilsalicílico,

substância ativa na aspirina e em vários analgésicos, e do estireno, monômero utilizado na produção de plásticos, são:

COHO

O C

O

CH3

Ácido acetilsalicícico Estireno As fórmulas moleculares do ácido acetilsalicílico e do estireno são, respectivamente:

a) 479 OHC ,

78HC .

b) 449 OHC ,

77HC .

c) 499 OHC ,

89HC .

d) 489 OHC ,

77HC .

e) 489 OHC ,

88HC .

14. (14) O ácido etilenodiaminotetraacético, conhecido como

EDTA, utilizado com antioxidante em margarinas, de fórmula:

N

O

HO

HO

O

N

OH

O

OH

O

Apresenta cadeia carbônica:

a) Acíclica, insaturada, homogênea. b) Acíclica, saturada, heterogênea. c) Acíclica, saturada, homogênea. d) Cíclica, saturada, heterogênea. e) Cíclica, insaturada, homogênea.



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FUNÇÕES ORGÂNICAS Uma função orgânica equivale ao conjunto de substân cias

orgânicas que apresentam características semelhante s, principalmente quanto à presença de determinado áto mo ou grupo de átomos na estrutura molecular, chamados de

grupos funcionais . FUNÇÕES ORGÂNICAS HIDROGENADAS

São compostos orgânicos que apresentam tão

somente átomos de carbono e de hidrogênio e se subdividem segundo a tabela abaixo. Também são denominados de hidrocarbonetos .

Hidrocarbonetos de Cadeia Aberta ALCANOS

São hidrocarbonetos que apresentam apenas ligações simples entre os átomos de carbono. O infixo (-AN-)

caracteriza a ligação simples.

C CH

H

H

C

H

H

C

H

H

H

H

H

H3C CH2 CH2 CH3

104HC

Fórmula Geral dos

Alcanos

22 +nn HC

ALCENOS, ALQUENOS, OLEFINAS São hidrocarbonetos que apresentam 1 única ligação dupla entre os átomos de carbono. O infixo (-EN-) caracteriza a

ligação dupla.

C CH

H

H

C

H

C

H

H

H

H

H3C CH CH CH3

84HC

Fórmula Geral dos

Alcenos

nn HC 2

ALCINOS, ALQUINOS, OLEFINAS São hidrocarbonetos que apresentam 1 única ligação tripla entre os átomos de carbono. O infixo (-IN-) caracteriza a

ligação tripla.

C CH

H

H

C C H

H

H

H3C C C CH3

64HC

Fórmula Geral dos

Alcenos

22 −nn HC

ALCADIENOS São hidrocarbonetos que apresentam 2 ligações duplas

entre os átomos de carbono.

C CH

H

C C H

HH

H

H2C CH CH CH2

64HC

Hidrocarbonetos de Cadeia Fechada CICLOALCANOS, CICLANOS, CICLOPARAFINAS

São hidrocarbonetos que apresentam apenas ligações simples entre os átomos de carbono configurados em ciclo.

H2C

H2CCH2

CH2

CH2

CH2

126HC

Fórmula Geral dos

Cicloalcanos

nn HC 2

CICLOALCENOS, CICLOALQUENOS, CICLENOS São hidrocarbonetos que apresentam 1 única ligação dupla

entre os átomos de carbono configurados em ciclo.

HC

HCCH2

CH2

CH2

CH2

106HC

Fórmula Geral dos

Cicloalcenos

22 −nn HC

ARENOS São hidrocarbonetos que apresentam anel aromático ou

benzênico.

Naftaleno

Benzeno

Antraceno

FUNÇÕES ORGÂNICAS OXIGENADAS

Grupo Funcional Função Oxigenada

C OH

Hidroxila ligada a carbono saturado.

Álcool

O tipo de carbono que contém a hidroxila determina a classificação do álcool:

Álcool primário

Álcool secundário

Álcool terciário

OH

OH

OH

Se o oxigênio da hidroxila for substituído pelo enxofre, teremos um tio-álcool.

C O C

Átomo de oxigênio entre átomos de carbono.

Éter

Se o oxigênio for substituído pelo enxofre, teremos um tio-éter.

OH

Hidroxila liga a anel benzênico.

Fenol

C

O

H Carbonila liga a hidrogênio.

Aldeído

C

O

OH Carbonila liga a hidroxila. Recebe o nome de carboxila.

Ácido Carboxílico

C C

O

C

Carbonila entre carbonos.

Cetona

C C

O

O C

Heteroátomo entre carbonos e ligado diretamente a uma carbonila.

Éster

C

O

O C

O

Heteroátomo entre carbonos e ligado diretamente a duas carbonilas.

Anidrido

C

O

O- M+

M = metal ou amônio, +4NH .

Sal Orgânico



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FUNÇÕES ORGÂNICAS NITROGENADAS

Grupo Funcional Função Oxigenada

N

H

H

H

Amônia

N

C

H

H

AminaPrimária

N

C

C

H

AminaSecundária

N

C

C

C

AminaTerciária

São bases orgânicas obtidas pela substituição dos hidrogênios da amônia por cadeias carbônicas.

Amina

C

O

N

Apresenta nitrogênio ligado diretamente a carbonila

Amida

C N Apresenta nitrogênio ligado a carbono por ligação tripla.

Nitrila

ATIVIDADES (A) 15. (15) Alcadienos são hidrocarbonetos:

a) Alicíclicos saturados. b) Alifáticos insaturados com 1 dupla ligação. c) Alifáticos insaturados por 2 duplas ligações. d) Alicíclicos insaturados com 1 dupla ligação. e) Alifáticos insaturados por 2 triplas ligações.

16. (16) Relativamente ao composto de fórmula estrutural

condensada 3223 CHCHCHCH −−− , considere as

afirmações: I. é um alcano. II. Apresenta somente carbonos primários em

sua estrutura. III. Apresenta uma cadeia carbônica normal. IV. Tem fórmula molecular

104HC .

São corretas somente: a) I e II. b) I e III. c) II, III e IV. d) I, III e IV. e) I e IV.

17. (17) Alcinos são hidrocarbonetos:

a) Alicíclicos saturados. b) Alifáticos insaturados com dupla ligação. c) Alicíclicos insaturados com tripla ligação. d) Alifáticos insaturados com tripla ligação. e) Alifáticos saturados.

18. (18) Sem fazer a fórmula estrutural ou de linhas, indique o

número de hidrogênios presentes em: a) Alcano com 20 átomos de carbono. b) Alqueno com 12 átomos de carbono. c) Alquino com 15 átomos de carbono.

19. (19) A opção que apresenta a estrutura de um aldeído

aromático é:

CHO CHO

CH3

O CHO CH3

OH

a) b) c) d) e)

20. (20) O clorofeno, composto orgânico de fórmula:

OH

Cl I. É um hidrocarboneto aromático. II. Tem moléculas com anéis benzênicos. III. Tem moléculas com grupo OH fenólicos.

Dessas afirmações, somente: a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e III são corretas. e) II e III são corretas.

21. (21) A uréia, cuja fórmula estrutural aparece a seguir, está

presente na urina dos mamíferos, como resultante do metabolismo dos aminoácidos.

O CNH2

NH2 Quanto à função orgânica, essa substância pode ser classificada como

a) cetona. b) amida. c) amina. d) cianato.

22. (22) O cabelo, a lã e a seda são polipeptídeos, isto é,

compostos cuja característica é a unidade de repetição CNHCO −−− .

a) Qual a função orgânica presente nessa unidade de repetição?

b) Complete a valência dos átomos com hidrogênio e faça a fórmula estrutural plana da molécula formada.

23. (23) Pessoas com certos tipos de mau-hálito liberam

moléculas de putrescina, cuja fórmula de linhas está representada abaixo.

H2NNH2

a) A qual função orgânica pertence a putrescina? Classifique-a.

b) Qual a fórmula molecular e mínima da putrescina?

c) Quantos carbonos hibridizados em 2sp existem

nessa molécula? d) Qual o ângulo entre as ligações do primeiro

carbono dessa molécula? 24. (24) A fórmula estrutural abaixo é da nicotina, um

alcalóide. Sobre a estrutura dessa substância, é(são) correta(s):

N

N

CH3

a) ( ) Apresenta ligações iônicas e covalentes. b) ( ) Apresenta dois anéis aromáticos. c) ( ) Possui um nitrogênio ligado a carbono

terciário. d) ( ) Possui o grupo funcional característico das

aminas terciárias. e) ( ) Apresenta cadeia carbônica fechada.

Regra Básica de Nomenclatura das Funções Oxigenadas

A nomenclatura das funções oxigenadas segue, praticamente, as mesmas normas de nomenclatura dos hidrocarbonetos, ramificados ou de cadeia normal: “Grupos Substituintes” “Cadeia Carbônica Principal” • Ordem alfabética. • Menor numeração.

• Total de carbonos. • Tipo de ligação. • Função.

ÁLCOOIS (Sufixo = “OL”)

OH Butan-1-ol

OH

Butan-2-ol



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OH

4-etil-2,5-dimetil-heptan-3-ol

HO

OH

Butano-1,3-diol

FENOL (O grupo OH é denominado de hidróxi)

OH

Hidróxi-benzeno

ÉTER (Menor grupo substituinte + “OXI”)

O Metóxi-etano

O Etóxi-etano

ALDEÍDO (Sufixo= “AL”)

O

HH

Metanal

O

H Etanal

H

O

3-metil-pent-3-enal

H

O

H

O

Propanodial

CETONA (Sufixo= “ONA”)

O Butanona

O Pentan-2-ona

O

Pentan-3-ona

ÁCIDO CARBOXÍLICO (Sufixo= “ÓICO”)

OH

O

Ácido Etanóico

HO

O

Ácido 2-etil-3-metil-pentanóico

OHHO

O O

Ácido 2,3,4-trimetil-pentanodióico

ÉSTER (Trocar “ICO” do ácido carboxílico de origem por “ATO”)

OH

O Ácido Etanóico

O

O

Etanoato de Metila

SAL DE ÁCIDO CARBOXÍLICO (Trocar “ICO” do ácido carboxílico de origem por “ATO”)

OH

O Ácido Etanóico

O

O- Na+

Etanoato de Sódio

Nomenclatura das Funções Nitrogenadas AMINA (“Grupos Substituintes” + “amina”)

H3C NH2 Metil-amina

H3C NH

Fenil-metil-amina

H3C CH2 N CH3

CH3

Etil-dimetil-amina

AMIDA (Nome do hidrocarboneto correspondente + “Amida”)

NH2

O Butanoamida

NH2

O

4,4-dimetil-pentanoamida

ATIVIDADES (A) 25. (25) Dê o nome oficial dos seguintes álcoois:

a) OH

b) OH

c)

OH

d) HO

OH 26. (26) Escreva as fórmulas de linhas e moleculares dos

seguintes álcoois: a) Propan-1-ol. b) Pentan-2-ol. c) Pentano-1,3-diol. d) Ciclopropanol.

27. (27) Dê o nome aos fenóis abaixo:

a)

OH

b)

OH

c)

HO

28. (28) Dê a fórmula de linhas dos seguintes fenóis:

a) 1-hidróxi-3-metil-benzeno. b) 2-etil-1-hidróxi -benzeno.

29. (29) Pessoas que trabalham com hidrocarbonetos

aromáticos, como o benzeno, podem sofrer intoxicação devido à inalação de seus vapores. Isso pode ser verificado pela presença de traços de fenol na urina dessas pessoas. Esse processo ocorre no organismo através de uma reação de substituição. Indique qual o elemento químico presente no benzeno que foi substituído e qual o grupo substituinte.



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30. (30) Escreva as fórmulas estruturais condensadas dos seguintes éteres:

a) metóxi-propano. b) Metóxi-metano. c) Propóxi-butano. d) Etóxi-benzeno.

31. (31) Considere a reação genérica a seguir:

R OHR OH

Agentedesidratante R O R H2O+

Equacione a reação para obter o etóxi-etano a partir do etanol.

32. (32) Escreva a fórmula estrutural condensada dos

seguintes aldeídos. a) pentanal b) butanodial.

33. (33) Dê o nome oficial dos seguintes compostos.

a) H

O

b) OHC (CH2)4 CHO

34. (34) Além de ser utilizada na preparação do formol, a

substância cuja fórmula é mostrada na figura abaixo tem aplicação industrial na fabricação de baquelite.

H C

O

H A função química e o nome oficial desse composto são, respectivamente,

a) Ácido carboxílico e metanóico. b) Cetona e metanol. c) Álcool e metanol. d) Aldeído e metanal. e) Éter e metoximetano.

35. (35) A opção que apresenta a estrutura de um aldeído

aromático é:

a)

CHO

b)

CHO

c)

O

H3C

d)

CHO

e)

OH

CH3

36. (36) Escreva as fórmulas de linhas das seguintes cetonas.

a) Heptan-2-ona. b) Pentano-2,3-diona. c) Ciclobutanona.

37. (37) A butanodiona é uma das substâncias responsáveis

pelo mau cheiro do “chulé”. Escreva a fórmula estrutural plana desse composto.

38. (38) A expressão “Você está cheirando a bode” refere-se a um odor desagradável. Algumas das substâncias responsáveis pelo cheiro dos bodes e cabras (caprinos) são os ácidos capróico e caprílico (do latim caper = cabra). Sabendo que esses ácidos apresentam cadeia alifática normal e saturada, respectivamente, com seis e oito átomos de carbono por molécula, escreva suas fórmulas de linhas e dê seus nomes sistemáticos.

39. (39) Dê o nome oficial dos ácidos a seguir.

a) O

OH b) H3C (CH2)5 CO2H

c) C COH

O

C

H

H

C

H

H

O

O

H

40. (40) O ácido butírico (do latim butyrum = manteiga)

contribui para o cheiro característico da manteiga rançosa. Esse ácido é formado por quatro átomos de carbono unidos numa cadeia reta e saturada. Dê a fórmula estrutural condensada e o nome sistemático do ácido butírico.

41. (41) Considere a reação de neutralização total a seguir:

H

O

OH NaOH H

O

ONaH2O+ +

Escreva o nome de cada uma das substâncias.

42. (42) Os ésteres podem ser obtidos através da reação

entre ácidos carboxílicos e álcoois. Genericamente, temos:

H2O+ +R C OH

O

H O R R C

O

O R Com base nessa informação, equacione a reação entre o ácido etanóico e o metanol, escrevendo o nome sistemático de cada uma das substâncias.

43. (43) Escreva a fórmula de linhas das seguintes aminas.

a) etilamina. b) etilmetilamina. c) Etildimetilamina. d) Fenilamina.

44. (44) O cheiro exalado pelos peixes é causado por aminas

voláteis. Uma dessas aminas é: CH3 N

CH3

CH3

Dê o nome oficial dessa amina e classifique em primária, secundária ou terciária.

45. (45) Escreva a fórmula de linhas das seguintes amidas.

a) Butanoamida. b) 3-metil-pentanoamida.



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ISOMERIA

Fenômeno caracterizado pela existência de duas ou mais substâncias diferentes, que apresentam a me sma fórmula molecular. ISOMERIA CONSTITUCIONAL (PLANA)

Na isomeria constitucional ou plana, percebe-se a diferença entre as substâncias analisando suas fórmulas estruturais. Isomeria de Função Substâncias com mesmas fórmulas moleculares, mas diferentes quanto à função.

H3C CH2 OH H3C O CH3 OHC 62

OHC 62

Função Álcool Função Éter Isomeria de Cadeia Substâncias com mesmas fórmulas moleculares e mesma função, mas diferentes quanto à cadeia carbônica.

125HC 125HC

Função Alcano Função Alcano Cadeia aberta, normal , homogênea, saturada

Cadeia aberta, ramificada , homogênea, saturada

Isomeria de Posição Substâncias com mesmas fórmulas moleculares, mesma função e mesmo tipo de cadeia, mas diferentes posições de grupos funcionais, de ramificações ou de insaturações.

H3C CH2 CH2 OH H3C CH CH3

OH

OHC 83

OHC 83

Função Álcool Função Álcool Cadeia aberta, normal, homogênea, saturada

Cadeia aberta, normal, homogênea, saturada

Propan-1 -ol Propan-2 -ol Isomeria de Compensação (Metameria) Substâncias com mesmas fórmulas moleculares, mesma função e mesmo tipo de cadeia, mas diferentes posições de heteroátomos na cadeia carbônica.

H3C CH2 O CH2 CH3 H3C O CH2 CH2 CH3 OHC 104

OHC 104

Função Éter Função Éter Cadeia aberta, normal, heterogênea, saturada

Cadeia aberta, normal, heterogênea, saturada

Etóxi-etano Metóxi-propano Tautomeria

Ocorre, especificamente, em dois equilíbrios químicos: aldo-enólico e ceto-enólico .

H3C C C

H

H

OH

ENOL

H3C C C

H

H

OH

ALDEÍDO

H3C C C

H

CH3

OH

ENOL

H3C C C

H

CH3

OH

CETONA ATIVIDADES (A)

46. (46) Sobre isômeros, é correto afirmar que:

a) São compostos diferentes com a mesma fórmula molecular.

b) São representações diferentes da mesma substância.

c) São compostos diferentes com as mesmas propriedades físicas e químicas.

d) São compostos diferentes com os mesmos grupos funcionais.

e) São compostos diferentes com o mesmo número de carbonos assimétricos.

47. (47) Os compostos mostrados na figura a seguir:

H3C C

O

CH3 H3C CH2 C

O

H a) Possuem a mesma fórmula estrutural. b) Possuem a mesma fórmula molecular. c) Pertencem à mesma função orgânica. d) Possuem cadeia carbônica ramificada. e) Possuem diferentes fórmulas mínimas.

48. (48) As substâncias a seguir:

H3C CH CH3

CH3

H3C CH2 CH2 CH3

são isômeros planos de: a) Cadeia. b) Posição. c) Função. d) Metameria. e) Tautomeria.

49. (49) A pentan-2-ona é isômera do(a):

a) Ácido 2-metil-butanóico. b) 2,2-dimetil-butanol. c) 3-metil-butan-2-ona. d) 2-metil-propanol. e) 2-metil-butan-2-ona.

50. (50) Escreva as fórmulas estruturais condensadas de 4

álcoois e 3 éteres alifáticos saturados de fórmula molecular OHC 104

.

51. (51) Faça a fórmula de linhas das moléculas abaixo,

depois numere a segunda coluna de acordo com a primeira.

1. Isomeria de cadeia. 2. Isomeria de função. 3. Isomeria de posição. 4. Metameria. 5. Tautomeria.

( ) etóxi-propano e metóxi-butano. ( ) etanoato de metila e ácido propanóico. ( ) propan-1-ol e propan-2-ol. ( ) pentano e 2-metil-butano. ( ) but-2-en-2-ol e butan-2-ona.

52. (52) Quantos difenóis o benzeno consegue formar? Faça

a fórmula e dê o nome a cada um deles. 53. (53) A substância encontrada no chulé, no queijo velho e

na manteiga rançosa é o ácido butanóico. A substância que apresenta sabor de menta é denominada etanoato de etila. Faça a fórmula de linha das duas substâncias e verifique se elas apresentam isomeria. Indique o tipo de isomeria.

54. (54) Assinale as proposições corretas relativas às

moléculas abaixo. OH

CH3OH

OCH3

a) São quimicamente diferentes. b) São isômeros funcionais. c) São, respectivamente, fenol, álcool e éter. d) São hidrocarbonetos alifáticos.



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ISOMERIA GEOMÉTRICA (Cis-Trans )

Na isomeria geométrica (Cis-Trans) a diferença entre as substâncias só é perceptível pela análise da fórmula espacial. Condições de Ocorrência de Isomeria Cis-Trans em compostos alifáticos

• 1º: Devem apresentar pelo menos uma dupla ligação entre carbonos.

• 2º: Cada carbono da dupla ligação deve possuir grupos ligantes diferentes.

• 3º: O composto deve ser dissubstituído. Se o composto for tri ou tetrassubstituído a isomeria será E-Z e não Cis-Trans, mas ambas caracterizam isomeria geométrica.

Na isomeria Cis-Trans os grupos diferentes ligados aos

carbonos da dupla ligação são impedidos de rotacionar devido à presença da ligação pi, assim, poderemos encontrar posições espaciais diferentes para os grupos em questão: do mesmo lado de um plano molecular imaginário (Cis) ou em lados opostos em relação a esse plano (Trans).

C CH3C

H H

CH3

Cis-but-2-eno

C CH3C

H CH3

H

Trans-but-2-eno Condição de Ocorrência de Isomeria Cis-Trans em compostos cíclicos

• Devem apresentar grupos diferentes em dois carbonos diferentes do ciclo.

Na isomeria Cis-Trans de compostos cíclicos, o ciclo faz

o papel da ligação dupla, isto é, impede a rotação dos grupos.

C C

C

Cl Cl

H H

H H

Cis-1,2-diclorociclopropano

C C

C

Cl

H Cl

H H

HTrans-1,2-diclorociclopropano

ATIVIDADES (A) 55. (55) Assinale a(s) molécula(s) abaixo que pode(m)

apresentar isomeria cis-trans. Em caso negativo justifique sua resposta.

a) ( ) 223)( CHCCH = c) ( ) ClCCHBrCCH 33 =

b) ( ) 233 )(CHCCHCH = d) ( )

523 HCHCCHCH =

56. (56) Faça a fórmula de linhas dos compostos abaixo e

diga quais apresentam isomeria geométrica? a) but-2-eno b) Pent-1-eno c) Ciclopentano d) 1,2-dicloro-ciclobutano

57. (57) Escreva as estruturas dos alquenos de fórmula

105HC e indique qual(is) apresenta(m) isomeria

geométrica.

58. (58) Segundo as atuais normas de nomenclatura da IUPAC, qual a nomenclatura do composto abaixo?

OH

HOH

H

59. (59) But-2-eno; ácido butanodióico e etanodiol. Diga

qual(is) dessas substâncias apresenta isomeria cis-trans. 60. (60) Na tabela 1 abaixo, são apresentados pares de

substâncias orgânicas, e na tabela 2, possíveis correlações entre esses pares:

Tabela 1 – Pares

CH3(CH2)5CH3 e CH3CH2CHCH2CH3

CH2CH3

C CBr

H

H

BrC C

Br

H

Br

He

CH3(CH2)2CH3 e CH3CH CHCH3

CH3CH2OCH2CH3 e CH3(CH2)2CH2OH

1.

2.

3.

4. Tabela 2 – Correlações

( ) Isômeros geométricos. ( ) Isômeros estruturais (de cadeia). ( ) Não são isômeros. ( ) Isômeros funcionais.

Após numerar a tabela 2, em relação aos pares da tabela 1, assinale a opção que apresenta a numeração correta de cima para baixo: a) 1, 2, 4, 3. b) 3, 2, 1, 4. c) 2, 1, 3, 4. d) 3, 4, 2, 1. e) 2, 4, 3, 1.

ISOMERIA ÓPTICA

A isomeria óptica estuda as substâncias que têm a capacidade de desviar o plano de vibração da luz plano-polarizada (um só plano de vibração), seja para a d ireita, seja para a esquerda. Luz Plano-Polarizada

Um raio de luz consiste de ondas eletromagnéticas que oscilam perpendicularmente à sua direção de propagação. A luz denomina-se não-polarizada quando oscila em todas as direções e, polarizada, quando oscila em apenas uma direção.

A luz polarizada é obtida, passando-se a luz normal através de um polarizador denominado prisma de Nicol (

3CaCO cristalino desenvolvido pelo físico escocês Wlliam

Nicol). O Aparelho utilizado para medir o ângulo de desvio quando a luz polarizada passa através de uma solução de um composto é denominado polarímetro.



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Rotação da Luz Plano-Polarizada e os Isômeros

Um composto que não desvia a luz plano-polarizada é denominado oticamente inativo, enquanto um que desvia é oticamente ativo.

• Composto dextrógiro (dexter = direito): aquele que

desvia a luz plano-polarizada para a direita. Neste caso usa-se o símbolo (+) ou “d” antes do nome do composto.

• Composto levógiro (laevus = esquerdo): aquele que desvia a luz plano-polarizada para a esquerda. Neste caso usa-se o símbolo (-) u “ℓ” antes do nome

do composto. • Mistura Racêmica (Racemato) : mistura contendo

os isômeros oticamente ativos (levógiro e dextrógiro) na mesma concentração, mas que não desvia a luz plano-polarizada por compensação externa.

Condição para Ocorrência de Isomeria Óptica

A condição necessária para a ocorrência de isomeria óptica é que a substância apresente assimetria.

O caso mais importante de assimetria molecular ocorre quando o composto apresenta pelo menos um carbono assimétrico ou quiral (cheiral= mão).

Para que um átomo de carbono seja assimétrico é necessário que ele apresente 4 grupos ligantes diferentes entre si. Esse carbono é indicado com um asterisco (*).

Carbono Assimétrico/quiral

CX

W

Z

Y*

WZYX ≠≠≠

Isômeros Óticos 1 Carbono Assimétrico/Quiral

Observe a molécula abaixo, representando o ácido 2-hidróxi-propanóico, conhecido vulgarmente por ácido lático:

*H3C C

OH

H

C

O

OH

Ela apresenta um carbono assimétrico/quiral e por isso apresenta também isomeria óptica. Para representar os isômeros desse composto, devemos escrever sua fórmula obedecendo às seguintes observações:

1) A cadeia carbônica que apresenta o carbono quiral deverá ser escrita na vertical.

2) Distribui-se os grupos ligantes do carbono quiral. 3) Faz-se sua imagem especular. 4) Se possuir mais de um carbono quiral, representar

uma das ligações na horizontal em ordem inversa e fazer sua imagem especular.

5) Comparar as moléculas segundo os critérios abaixo: a. Imagem que não se superpõe à origem:

enantiômeros . b. Imagem que se superpõe à origem:

composto meso (é a mesma substância). c. Composto que não é imagem de outra,

mas apresenta a mesma fórmula: diasteroisômeros .

1) *C

C

C

2) *

CO2H

C

CH3

HO H

3) *C OHH

HO2C

H3C

C OHH

CH3

CO2H

(I) (II)

4) Apresenta apenas 1 carbono quiral.

5) (I) e (II) são enantiômeros, pois (I) não se superpõe a (II).

Assim, o ácido lático apresenta 2 isômeros oticamente ativos, um levógiro e outro dextrógiro, além de uma mistura racêmica. 2 Carbono Assimétricos/Quirais Diferentes

Observe a fórmula abaixo, representando a molécula do 3-metil-pentan-2-ol:

*H3C C

OH

H

C

H

CH3

CH2 CH3*

Ela apresenta dois carbonos assimétricos/quirais e por isso apresenta também isomeria óptica.

1) C*

C*

C

C

2) C CH3H *

C OHH *

CH3

CH2CH3

3) C CH3H *

C OHH *

CH3

CH2CH3

C HH3C *

C HHO *

CH3CH2

H3C

(I) (II)

4) C CH3H *

C HHO *

CH3

CH2CH3

C HH3C *

C OHH *

CH3CH2

H3C

(III) (IV)

5)

(I) e (II); (III) e IV) são enantiômeros. (I) e (III); (I) e (IV); (II) e (III); (II) e (IV) são diasteroisômeros. Há duas misturas racêmicas, uma com os compostos (I) e (II) e outra com os compostos (III) e (IV).

Assim, o 3-metil-pentan-2-ol apresenta 4 isômeros oticamente ativos, dois levógiros e dois dextrógiros, além de duas misturas racêmicas. O número de isômeros óticos ativos em compostos com

carbonos assimétricos diferentes é dado por *2C . 2 Carbono Assimétricos/Quirais Iguais

Observe a fórmula abaixo, representando a molécula do ácido 2,3-diidróxi-butanodióico:

C C C C

OH H

OHH

O

HO

O

OH

* *

Ela apresenta dois carbonos assimétricos/quirais e por isso apresenta também isomeria óptica.

1) C*

C*

C

C

2) C OHH *

C OHH *

CO2H

CO2H

3) C OHH *

C OHH *

CO2H

CO2H

C HHO *

C HHO *

HO2C

HO2C

(I) (II)

4)

CO2H

C OHH *

C HHO *

C HHO *

C OHH *

(III) (IV)CO2H

HO2C

HO2C

5)

(I) e (II) são compostos meso. (III) e (IV) são enantiômeros. (I) e (III); (I) e (IV); (II) e (III); (II) e (IV) são diasteroisômeros. Há uma mistura racêmica com os compostos (III) e (IV).

Assim, o ácido 2,3-diidróxi-butanodióico apresenta 2 isômeros oticamente ativos, um isômero ótico inativo por compensação interna e uma mistura racêmica.



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ATIVIDADES (A) 61. (61) Qual(is) dos compostos seguintes apresenta(m)

carbono assimétrico? a) Cl

b) Cl

c) Cl

d)

e)

f) OH O

OH

g) HO

O

OH

62. (62) Considere os seguintes compostos orgânicos:

I. 2-cloro-butano. II. Bromo-cloro-metano. III. 3,4-dicloro-pentano. IV. 1,2,4-tricloro-pentano. Identifique a opção que apresenta as quantidades corretas de carbonos quirais nos respectivos compostos citados.

em I em II em III em IV a) 0 1 2 3 b) 1 0 2 2 c) 0 0 1 3 d) 1 1 1 2 e) 1 0 1 2

63. (63) A fórmula do aspartame, que é utilizado como

adoçante, pode ser representada por:

NHOHO

O NH2

O

O

Responda: a) Quais as funções presentes? b) Qual é o número de carbonos assimétricos? c) Qual é o número de isômeros óticos ativos? d) Qual é o número de isômeros óticos inativos

(racêmicos)? 64. (64) Escreva o nome e a fórmula de linhas do monoálcool

alifático saturado de fórmula molecular OHC 104 que

apresenta isomeria óptica. 65. (65) Em relação aos enantiômeros, podemos afirmar que

como verdadeiro que: a) Os enantiômeros apresentam propriedades

químicas rigorosamente iguais, sem nenhuma exceção.

b) Os enantiômeros diferem entre si apenas em suas massas molares, pois a forma dextrógira, comumente, é mais pesada que a forma levógira.

c) Os enantiômeros têm propriedades físicas iguais, com exceção da densidade, que é relativamente maior na forma dextrógira.

d) Com exceção do sentido de rotação do plano de polarização da luz, os enantiômeros apresentam as mesmas propriedades físicas.

e) O produto oticamente inativo resultante da mistura equimolar de antípodas óticos por compensação dos poderes rotatórios é chamado de diasteroisômeros.

66. (66) O 3-cloro-propano-1,2-diol existe na forma de 2

compostos. Um deles é tóxico e o outro tem atividade anticoncepcional. As moléculas de um desses compostos:

a) Têm um grupo hidroxila e as do outro têm dois grupos hidroxila.

b) Têm um átomo de carbono assimétrico e as do outro têm dois átomos de carbono assimétrico.

c) Têm três átomos de cloro ligados ao mesmo átomo de carbono e as do outro têm três átomos de cloro ligados a átomos de carbono diferentes.

d) São imagens especulares não superponíveis das moléculas do outro.

e) Têm a estrutura cis e as do outro têm a estrutura trans.

67. (67) Indique o número de isômeros óticos ativos, o

número de misturas racêmicas possíveis e se há ocorrência de isômero meso nos seguintes compostos orgânicos.

a) 3-metil-pent-1-eno. b) 4-metil-2,3-dicloro-pentano. c) 3,4-dimetil-hexano. d) 2,3-diamino-butano



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REAÇÕES DE SUBSTITUIÇÃO DOS ALCANOS

Nesta reação, pelo menos um átomo de hidrogênio de certos hidrocarbonetos é substituído por outro átomo ou grupo de átomos. As funções orgânicas que reagem por esse mecanismo são os alcanos, os arenos e os cicloalcanos com 5 ou mais carbonos. Obs.: As reações específicas de substituição dos arenos será vista mais adiante.

R H + AB R B + HA

HALOGENAÇÃO (X2)X2 = F2, Cl2,Br2 ou I2

C H

H

H

H

C Cl + HCl

H

H

HCl Cl

NITRAÇÃOÁcido NítricoHNO3 = HO-NO2

C NO2 + H2O

H

H

HHO NO2

SULFONAÇÃOÁcido SulfúricoH2SO4 = HO-SO3H

C SO3H + H2O

H

H

HHO SO3H

O grupo

2NO recebe o nome de grupo nitro e o

grupo HSO3 de ácido sulfônico, por isso os nomes, nitração e

sulfonação, respectivamente. A ordem de substituição preferencial nos carbono é: carbono terciário, depois carbono secundário e por último carbono primário. ATIVIDADES (A) 68. (68) Escreva a fórmula estrutural condensada ou de linhas

e o nome do composto orgânico formado nas reações abaixo:

a) 1 mol de etano + 1 mol de cloro gasoso. b) 1 mol de propano + 1 mol de bromo líquido. c) 1 mol de etano + 1 mol de ácido sulfúrico. d) 1 mol de ciclopentano + 1 mol de ácido nítrico.

69. (69) No 3-metil-pentano, cuja estrutura está representada

a seguir o hidrogênio mais facilmente substituível por halogênio está situado no carbono de número:

H3C CH2 CH

CH3

CH2 CH3

1 2 3 4 5

6 a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 6.

70. (70) Considere a reação de substituição do butano abaixo.

Nela o nome do composto X é:

H3C CH2 CH2 CH3 + Cl2 X + Y

inorgânico

Orgânico a) 1-cloro-butano. b) 2-cloro-butano. c) 1,1-dicloro-butano. d) 2,2-dicloro-butano.

71. (71) Qual o número de compostos monoclorados que não

possuem carbono assimétrico que podem ser formados a partir da reação de cloração do 2,2-dimetil-butano?

REAÇÕES DE ADIÇÃO DOS ALCENOS

As reações de adição são características dos hidrocarbonetos insaturados, como alcenos, alcinos e alcadienos. Vamos analisar as reações de adição dos alcenos.

HIDROGENAÇÃOCATALÍTICAH2 + Catalisador (Pt)

H H

HALOGENAÇÃO (X2)X2 = F2, Cl2, Br2, I2

Cl Cl

HIDRATAÇÃOAdição de águaH2O = H-OH

HO H

C C + AB C C

A B

CH3 CH CH2ADIÇÃO DE H-XX = F, Cl, Br, I

H Cl

CH3 CH2 CH3

CH3 CH CH2

Cl Cl

CH3 CH CH3

OH

CH3 CH CH3

Cl

REGRA DE MARKOVNIKOV : Nas adições de HX e H2O, o H entra no carbono mais hidrogenado da dupla.

OZONÓLISEO3 + H2O + Zn

OXIDAÇÃO BRANDA

OXIDAÇÃO ENÉRGICA

O3

[O]branda

[O]enérgica

CH3 C

H

O CO H

H

+

CH3 C

H

O CO H

H

+

CH3 CH CH2

OH OH

CH3 C

OH

O CO OH

OH

+

<H2CO3> = H2O + CO2 Na ozonólise e na oxidação enérgica a dupla ligação é rompida literalmente, não apenas a ligação pi como nos casos anteriores, sendo adicionado um átomo de oxigênio a cada lado da dupla ligação. Enquanto na ozonólise, forma-se aldeídos ou cetonas, nas oxidação enérgica os aldeídos são convertidos em ácidos carboxílicos. Caso haja formação de ácido carbônico,

32COH ,

devido à alta instabilidade do mesmo, haverá decomposição em água e gás carbônico. Na oxidação branda apenas a ligação pi é rompida formando um diol devido a adição de um grupo hidroxila de cada lado da dupla ligação. ATIVIDADES (A) 72. (72) Escreva a fórmula estrutural ou de linhas do produto

orgânico das reações mencionadas abaixo. a) 1 mol de propeno + 1 mol de hidrogênio

gasoso. b) 1 mol de propino + 1 mol de hidrogênio gasoso. c) 1 mol de propino + 2 mol de hidrogênio gasoso. d) 1 mol de penta-1,4-dieno + 1 mol de cloro

gasoso. e) 1 mol de eteno + 1 mol de água. f) 1 mol de but-1-eno + 1 mol de ácido clorídrico.

73. (73) Quais as fórmulas de linhas e os nomes dos produtos

gerados pela reação do but-2-eno por ozonólise? 74. (74) Se o but-2-eno reagir por oxidação enérgica, quais

produtos serão formados, dê suas fórmulas de linhas e seus nomes.

75. (75) Escreva o nome do composto formado quando o but-

2-eno reage por oxidação branda.



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REAÇÕES DE ELIMINAÇÃO Desidratação dos Álcoois

DESIDRATAÇÃOINTRAMOLECULARH2SO4 a 170oC

DESIDRATAÇÃOINTERMOLECULARH2SO4 a 140oC

H2SO4/170oC

H2SO4/140oC

CH3 CH CH2 CH3

OH

CH3 CH CH CH3 + H2O

CH3 CH

CH2CH3

O CH CH3

CH2CH3

+ H2O

REGRA DE SAYTZEFF : Nas eliminações o hidrogênio do carbono menoshidrogenado vizinho à hidroxila ou halogênio.

Eliminação de HX

KOH/álcoolCH3 CH CH2 CH3

Cl

CH3 CH CH CH3 + KCl + H2O


2 KOH/álcoolCH3 CH CH CH3

Cl Cl

CH3 C C CH3 + 2 KCl + 2 H2O


ZnCH3 CH CH CH3

Cl Cl

CH3 CH CH CH3 + ZnCl2

Esterificação

R C

O

OH + HO CH3 H2O + R C

O

O CH3

ÁcidoCarboxílico

Álcool Éster

ATIVIDADES (A) 76. (76) Considerando a desidratação intramolecular do

propan-1-ol, deve-se obter qual substância? Escreva sua fórmula de linhas e seu nome.

77. (77) O álcool que, por desidratação intermolecular, dá

origem ao metóxi-metano é: a) Etanol. b) 1-hidróxi-propano. c) 2-hidróxi-propano. d) Metanol. e) n. d. a.

78. (78) Equacione a reação do cloreto de etila com hidróxido

de potássio em meio alcoólico, escrevendo o nome dos produtos.

79. (79) Qual o composto que, reagindo com zinco em pó,

produzirá but-2-eno? 80. (80) Complete com fórmulas de linhas as seguintes

equações químicas: a) Butan-1-ol + ácido sulfúrico/170oC.

b) 2-metil-propan-1-ol + ácido sulfúrico/140oC.

c) 1-cloro-propano + KOH/álcool.

d) 2,3-dicloro-2,3-dimetil-butano + zinco em pó. 81. (81) Para se obter o butanoato de etila, quais substâncias

devem ser utilizadas? Escreva a fórmula estrutural condensada e o nome delas.

REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO ELETROFÍLICA AROMÁTICA Na estrutura do benzeno, identifica-se o fenômeno da ressonância: os elétrons das ligações pi ficam deslocalizados, formando uma nuvem que abrange todo o anel . Isso justifica a estabilidade do benzeno e o fato de apresentar reações de substituição em vez de reações de adição às duplas ligações.

Estruturas RessonantesHíbrido de

Ressonância Monossubstituição

H

H

H

H

H

H

HALOGENAÇÃO (X2)X2 = F2, Cl2,Br2 ou I2

Cl Cl

NITRAÇÃOÁcido NítricoHNO3 = HO-NO2

HO NO2

SULFONAÇÃOÁcido SulfúricoH2SO4 = HO-SO3H

HO SO3H

Cl

+ HCl

NO2

+ H2O

SO3H

+ H2O

ALQUILAÇÃO DEFRIEDEL-CRAFTSAlquil = derivado dehidrocarboneto

Cl CH3

CH3

+ HCl

ACILAÇÃO DEFRIEDEL-CRAFTSAcil = derivado deácido carboxílico

Cl C CH3

OC

O

CH3

+ HCl

Dissubstituição Após a entrada de um grupo substituinte no anel aromático, o segundo grupo substituinte será orientado para uma posição que depende do primeiro grupo. Assim, teremos grupos que ativam o anel e fazem o 2º grupo entrar nas posições 1 e 4, formando 2 compostos diferentes e teremos grupos que desativam o anel, forçando o 2º grupo a entrar na posição 3. Aos grupos ativantes dá-se o nome de orientadores orto-para, pois a posição 1,2 é chamada orto e a posição 1,4 de para; enquanto que os grupos desativantes recebem o nome de orientadores meta (posição 1,3). Orientadores orto-para

Apresentam apenas ligações simples normais

NH2 R (alquil)

X (Cl, Br, I) OH

Orientadores meta Apresentam ligações pi (π) e/ou coordenadas (antiga

ligação dativa)

NO2 = NO

O

COOH = CO

OH

CHO = CO

H

SO3H = S

O

O

OH

C

O

NH2

C N

Cl2Cl

Cl2Cl

Cl

Cl

Cl

+

1a.SubstituiçãoSem orientação

2a SubstituiçãoO 1o cloro orienta o 2o para as posições orto e para

orto (1,2) para (1,4)

HO NO2

NO2Cl2

NO2

Cl

meta (1,3)

2a SubstituiçãoO grupo nitro orienta o cloro para a posição meta



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ATIVIDADES (A) 82. (82) Na nitração do benzeno em condições favoráveis à

formação do dinitrobenzeno, obtém-se predominantemente:

a) O isômero orto. b) O isômero meta. c) O isômero para. d) Uma mistura dos isômeros orto e para. e) Uma mistura dos isômeros meta e para.

83. (83) Na reação do ácido benzenossulfônio com ácido

sulfúrico fumante em condições favoráveis à obtenção do ácido benzenodissulfônico, obtém-se predominantemente:


84. (84) Na reação do benzeno com cloro na presença de

3FeCl em condições favoráveis à formação do

diclorobenzeno, obtém-se predominantemente: a) O isômero orto. b) O isômero meta. c) O isômero para. d) Uma mistura dos isômeros orto e para. e) Uma mistura dos isômeros meta e para.

85. (85) Na reação de nitração do tolueno (metil-benzeno) em

condições favoráveis à obtenção do nitrotolueno, obtém-se predominantemente:


86. (86) Para se obter etil-fenil-cetona a partir do benzeno,

deve-se empregar: a) Cloreto de propanoíla. b) Cloreto de fenila. c) Cloreto de propila. d) Cloreto de benzoíla. e) Cloreto de etanoíla.

REAÇÃO DE COMBUSTÃO

Combustão é a reação de queima de um composto, alimentada pelo gás oxigênio, que é denominado comburente. A combustão total de uma substância orgânica produz gás carbônico e água. Se a queima não for completa, pode haver formação de monóxido de carbono ou de fuligem (carbono finamente dividido).

Combustão completa

OHCOOCH 2224 22 +→+

OHCOOHC 22225

22 2 +→+

OHCOOHC 222215

66 36 +→+

OHCOOOHC 22262 323 +→+

Combustão incompleta

OHCOOCH 2223

4 2+→+

OHCOCH 224 2+→+

REAÇÃO DE OXIDAÇÃO

Oxidantes como o permanganato de potássio, 4KMnO , e

dicromato de potássio, 722 OCrK , reagem com

hidrocarbonetos insaturados, enquanto que os saturados mostram-se inertes a tais reagentes.

Os álcoois também oxidam-se na presença dessas substâncias dando origem a aldeídos ou a cetonas. Os aldeídos continuam reagindo, dando origem a ácidos carboxílicos.

H3C CH CH CH3[O]

H3C C OH

O

+ CH3CHO

O

H3C C CH CH3

CH3

[O]H3C C CH3

O

+ CH3CHO

O

H3C C C CH3[O]

H3C C OH

O

+ CH3CHO

O

H3C CH2

OH[O]

H3C C H

O

H3C C OH

O[O]

H3C CH

OH

CH3[O]

H3C C CH3

O

ATIVIDADES (A) 87. (87) Equacione a combustão completa e incompleta do

dimetilpropano. 88. (88) Equacione a oxidação enérgica do pent-2-eno e dê

nomes aos produtos formados. 89. (89) Um alceno produz por oxidação enérgica a acetona

(propanona) e o ácido acético (ácido etanóico). Qual é o nome e a fórmula desse alceno?

90. (90) O novo código de trânsito brasileiro prevê multas

severas aos motoristas que estejam dirigindo alcoolizados. O teste do bafômetro tornou-se obrigatório em qualquer situação suspeita. A reação que acontece, quando o motorista sopra o bafômetro é de oxidação do etanol. Nesse caso, qual o produto formado nessa reação? Dê seu nome e fórmula estrutural condensada.



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1

CH

H

C

H

C

H

C

H

H

. 2 a)

1010HC . b) 3CHCHCCHCHCHCHCHCHC −==−=−=−≡ . c)

. d) 103 =sp ; 9,7,6,5,4,32 =sp ; 8,2,1=sp . e) o180 .

3 A = 8; B = 12. 4 A = 8; B = 12. 5 a) C6H11NO. b) Cadeia fechada, alicíclica, saturada e homogênea. c) primários = 2 e secundários = 4. 6 c. 7 a. 8 d.

9 a) I. b) I = C4H8SCl2 e II = C3H6O. c) Cl

SCl

O

. d) 4. e) 120°. 10 e. 11 a) Fechada, aromática, insaturada, homogênea. b) mista, saturada, homogênea. c) aberta, ramificada, saturada, homogênea. d) mista, aromática, insaturada, homogênea. e) fechada, alicíclica, insaturada, homogênea. 12 a) C10H8. b) C6H12. c) C8H18. d) C8H10. e) C6H10. 13 e. 14 b. 15 c. 16 d. 17 d. 18 a) 42. b) 24. c) 28. 19 b. 20 e. 21 b.

22 a) amida. b) H C N

O

H

C

H

H

H

C6H12. c) C8H18. d) C8H10. e) C6H10. 23 a) amina primária. b) C4H12N2; C2H6N. c) Nenhum. d) 109°28’. 24 d. 25 a) butan-2-ol. b) 2-metil-butan-2-ol. c) 2,3-dimetil-butan-2-ol. d) propano-1,2-diol

26 a) OH

C3H8O . b)

OH

C5H12O . c) OH

OH

C5H12O2 . d)

OH

C3H6O . 27 a) 3-etil-1-hidróxi-benzeno. b) 2-etil-1-hidróxi-3-metil-benzeno. c) 1-hidróxi-4-metil-benzeno.

28 a)

HO

. b)

OH

. 29 H foi substituído por OH. 30 a) CH3 O CH2 CH2 CH3 . b) CH3 O CH3. c) CH3 CH2 CH2 O CH2 CH2 CH2 CH3 .

d)

HC

HCCH

CH

CHC O

CH2 CH3

.

31 CH2 OHH3C CH3 CH2 O CH2 CH3 H2OCH2 OHH3C

+

. 32 a) CH3 CH2 CH2 CH2 CHO. b) OHC CH2 CH2 CHO. 33 a) propanal. b) hexanodial. 34 d. 35 b.

36 a) O

. b)

O

O . c)

O

.

37 C C C CH

H

H

O

O

H

H

H .

38 OH

O

Ácido Hexanóico"Ácido Capróico" e

OH

O

Ácido Octanóico"Ácido Caprílico" .

39 a) Ácido pentanóico. b) Ácido Heptanóico. c) Ácido butanodióico. 40 Ácido butanóico CH3 CH2 CH2 CO2H .

41

H OH

ONaOH H2O

H ONa

O+ +

ÁcidoMetanóico

Hidróxidode sódio

Água Metanoatode sódio .

42 b.

43 a) NH2 . b) NH . c) N . d) NH2

. 44 Trimetilamina; amina terciária.

45 a) NH2

O

. b) NH2

O

. 46 a. 47 b. 48 a. 49 c.

50

CH3CH2CH2CH2OH

CH3CH2CHCH3

OH

CH3CHCH2OH

CH3

CH3CCH3

CH3

OH

CH3OCH2CH2CH3

CH3CH2OCH2CH3

CH3OCH

CH3

CH3

ÁLCOOIS ÉTERES

51

O

O

O

O

OH

O

OH

OH OH

O

(4)

(2)

(3)

(1)

(5)

52 3 difenóis diferentes.

OH

OH

OH

OH

OH

OH

1,2-dicloro-benzeno

1,3-dicloro-benzeno

1,4-dicloro-benzeno

53 Sim, possuem a mesma fórmula molecular (isomeria de

função).

OH

O

O

O

Ácido Butanóico Etanoato deEtilaC4H8O2C4H8O2

54 a, b, c. 55 Apenas a alternativa “d” apresenta isomeria cis-trans. (a) é um composto dissubstituído no mesmo carbono da dupla ligação. (b) é um composto trissubstituído. (c) é um composto tetrassubstituído.

56

Cl

Cl

(a)

(b)

(c)

(d)

Sim

Não

Não

Sim

.

57 Não Sim Não Não Não . 58 Trans-ciclopentano-1,3-diol.



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59

OH

O

HOOH

Somente o but-2-eno. . 60 c. 61 b, f. 62 b.

63 (a)

NH

O

O

O

NH2

HO

O

ÁcidoCarboxílico

Amina

Amida

Éster

. (b) 2. (c) 4. (d) 2.

64

OH

Butan-2-ol. 65 d. 66 d.

67

*

Cl

Cl

**

* *

NH2

NH2

**

1 carbono quiral

Isômeros óticos ativos = 2C* = 21 = 2Isômeros óticos inativos (misturas racêmicas) = 1Composto meso = 0

2 carbonos quirais diferentes

Isômeros óticos ativos = 2C* = 22 = 4Isômeros óticos inativos (misturas racêmicas) = 2Composto meso = 0

2 carbonos quirais iguais

Isômeros óticos ativos = 2Isômeros óticos inativos (misturas racêmicas) = 1Composto meso = 1

2 carbonos quirais iguais

Isômeros óticos ativos = 2Isômeros óticos inativos (misturas racêmicas) = 1Composto meso = 1

(a)

(b)

(c)

(d)

.

68

CH3 CH3 Cl2+ CH3 CH2

Cl

+ HCl

CH3 CH2 CH3 Br2+ CH3 CH CH3

Br

+ HBr

CH3 CH3 HO SO3H+ CH3 CH2

SO3H

+ H2O

HO NO2+ + H2O

NO2

(a)

(b)

(c)

(d)

Cloro-etano

2-bromo-propano

Ácido Etanossulfônico

Nitro-ciclopentano . 69 c. 70 b.

71

Cl

Cl2+ HCl

Cl

Cl2+ HCl*

1 composto com carbono assimétricoe 2 compostos sem carbono assimétrico

ClCl2

+ HCl.

72

H2C CH CH3 H2+ H3C CH2 CH3

HC C CH3 H2+ H2C CH CH3

HC C CH3 2 H2+ H3C CH2 CH3

H2C CH CH2 CH CH2 Cl2+ H2C CH CH2 CH CH2

Cl Cl

H2C CH2 H OH+ H3C CH2

OH

H2C CH CH2 CH3 HCl+ H3C CH CH2 CH3

Cl

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f) .

73

O3

H2O/ZnO

H O

H+

Etanal .

74

O

H O

H+

Etanal Etanal

[O]enérgica [O]enérgica

O

OH O

OH+

ÁcidoEtanóico

ÁcidoEtanóico.

75

[O]branda

OH

OHButano-2,3-diol.

76

OHH2SO4

170oC + H2OPropeno .

77 d.

78

ClKOHálcool + KCl

Eteno Cloreto depotássio

+ H2O

.

79

XZn

CH3 CH CH CH3

CH3 CH CH CH3

Cl Cl .

80

OHH2SO4

170oC+ H2O

OH H2SO4

140oCO

+ H2O2

Cl KOHalcool + KCl + H2O

ClCl Zn

+ ZnCl2

(a)

(b)

(c)

(d)

.

81

X + Y O

O

OH

O

HO

Ácido butanóico EtanolCH3CH2CH2CO2H CH3CH2OH .

82 b. 83 b. 84 d. 85 d. 86 a.

87

C5H12 + 11/2 O25 CO + 6 H2O

C5H12 + 3 O2 5 C + 6 H2O

C5H12 + 8 O2 5 CO2 + 6 H2O

C5H12

(Completa)

(Incompleta)

(Incompleta).

88

[O]enérgica

OH

O O

HO

+

ÁcidoEtanóico

ÁcidoPropanóico.

89 O O

OH

+O O

H

+

2-metil-but-2-eno.

90

OH [O] O

H

[O] O

OH

CH3 CO2H

Ácido Etanóico.

75673222 quimica organica completa com exercicios

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