aula 14 15 analisando uma reação
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Prof. Gustavo Pozza Silveira Química Orgânica Teórica 1 – Analisando Reações
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CURSO: QUÍMICA
QUIMICA ORGÂNICA TEÓRICA 1
Prof. Gustavo Pozza Silveira
gustavo.silveira@iq.ufrgs.br
Analisando Reações Orgânicas e
seus Intermediários
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Mecanismos de Reações
Intermedíarios de Reações
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(Nucleófilos e Eletrófilos)
Reações Orgânicas sempre envolvem movimento de
elétrons
Intermedíarios de Reações
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Teste de Lucas (Reagente de Lucas)
Reagentes colocados na reação Compostos formados na reação
Devemos prestar atenção na Estequiometria
Proporção de compostos envolvidos na reação
1:1 : 1:1
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Reações Simples
- Devemos começar a seguir os átomos para entender as reações.
- Nma reação eles não são criados nem destruídos: apenas movimentados.
- Estequiometria é importante: devemos ser capazes de equilibrar as
equações.
- Deve haver o mesmo número de átomos em ambos os lados da seta.
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(exemplos)
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• A reação de Lucas é uma reação de substituição.
• identificar as ligações quebradas e formadas para observar substituição.
Tipos de Reações Reações de Substituição: um átomo ou grupo é trocado por outro
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• Envolve a adição de um novo átomo ou grupo (sem perda de átomos).
• Mais comumente ocorre em ligações duplas ...
Reações de Adição:
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Reações de Eliminação
• Envolve a perda de átomos ou grupos de átomos de uma molécula.
• Muitas vezes ela é uma reação inversa à reação de adição (nem
sempre).
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• nucleófilos : átomos ou grupos ricos em
elétrons que gostam de cargas +.
• Forma ligações covalentes doando 2
elétrons.
• anions e pares de elétrons livres podem
ser bons nucleófilos;
Reagentes
Ânions
Qual a diferença entre um nucleófilo e uma base?
(Nucleófilos)
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Nucleófilos: pares de elétrons livres
Nucleófilos: ligações simples s nucleofílicas
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Ligações Duplas π Nucleofílicas
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• Eletrófilos – átomos ou grupos elétron-
deficientes que gostam de carga
• Forma ligações covalentes aceitando 2
elétrons.
• Cátions (carga positiva) e grupos polares
podem ser bons eletrófilos.
(Eletrófilos)
Cátions:
Reagentes
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Moléculas Neutras
(Eletrófilos)
Reagentes
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Moléculas Neutras – com ligações altamente polarizadas
Resultantes (δ+): aceitam elétrons facilmente
Eletrófilos
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Exemplo de Eletrófilos
Exercício:
radical
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A grande maioria das reações orgânicas são simplesmente:
nucleófilo + electrophile ➔ produto
Será tudo tão fácil…………….
• As ligações polares em t-BuOH sugerem que ele é possa ser um
nucleófilo ou um eletrófilo.
• Na reação de Lucas o t-BuOH é um nucleófilo que ataca um proton
(H+).
• O produto dessa reação é uma eletrófilo.
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• Ligações são quebradas e formadas.
• Nem todas as reações ocorrem em um único passo .
Mecanismo de Reações Teste de Lucas
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1a etapa
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2a Etapa
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3a Etapa
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• Perfil da Reação - mostra
a energia do sistema versus o
progresso da reação.
• Útil quando pensamos nos
fatores que afetam a
velocidade / facilidade de uma
reação.
Diagrama de Coordenada de Reação
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Reação em uma
única etapa
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Termodinâmica e Cinética
Diagrama de Coordenadas de Reações: mostra as
mudanças de energia que acontecem em cada uma das
etapas de um mecanismo.
O mecanismo de uma reação: descreve as várias etapas
que se acreditam ocorrer quando reagentes são convertidos
em produtos.
Para a avaliação da energia do sistama e progresso da reação …
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Diagrama de Coordenada de
Reação
As linhas pontilhadas
no estado de
transição indicam
ligações que são
parcialmente
formadas e
parcialmente
quebradas.
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O DG° pode ser positivo ou negativo indicando se a
reação vai ser espontânea ou não espontânea
(energia).
Qual das reaçoes indicadas acima é expontânea?
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Avaliando a Reação de adição de HBr ao 2-buteno
Mecanismo da reação
Etapa (a)
Etapa (b)
nucleófico
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Etapa (a)
Etapa (b)
intermediário
Estado de transição (ET)
tem ligações
parcialmente formadas.
Os intermediários têm
ligações completamente
formadas.
O ET no mais alto ponto na coordenada de reação é chamada etapa
determinante da velocidade.
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A termodidâmica: propriedades de um sistema em equilíbrio
Termodinâmica
Quanto mais estável é a substância, maior sua concentração no equilíbrio.
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Parâmetros Termodinâmicos Variação da energia livre de Gibbs (DG°)
Variação da entalpia (DH°): o calor absorvido ou liberado
de uma reação. Também é uma
medida da energia “armazenada”
Variação da entropia (DS°): uma medida da liberdade de
movimento
DG° = DH° – TDS°
DG° = - RTlnKeq
DG° = G°produtos - G
°reagentes
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O DH° pode ser calculado utilizando valores tabelados
de entalpia de ligação (entalpia de Dissociação de ligação) DH°
DH° = (energy of the bonds being broken) - (energy of the bonds being formed)
DH° =Energia
de dissociação
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A solvatação pode afetar DH° e/ou DS°, modificando, em última
instância, o valor de DG°
Solvatação: interação entre o solvente e as moléculas
(ou íon) em solução
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A cinética envolve o estudo das velocidades das reações Químicas e os
fatores que as afetam.
Cinética
A energia livre de ativação DG‡
DG‡ = DH‡ – TDS‡
Reação Exergônica
DG° < 0
Reação Endergônica
DG° > 0
Reação rápida Reação lenta
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Velocidade e Constantes de Velocidade
Reação de Primeira Ordem
A B
v = k[A]
A + B C + D
v = k[A][B]
Reação de Segunda Ordem
A + A E
v = k[A]2
número de colisões
por unidade de tempo
fração com
energia suficiente
fração com
orientação correta x x v =
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