Ácidos e Base
-Numa reação entre um ácido e uma base, o ácido atua como o doador de prótons e a
base como o aceptor de prótons. O íon H+ é considerado um próton, então na reação o ácido
perde um H+ e a base recebe esse H+. Do outro lado da reação, os produtos serão constituídos pela
base conjugada, que é o ácido dos reagentes só que após doar um próton, e o ácido conjugado,
que é a base dos reagentes após receber um próton. Nos produtos os papéis se invertem quem
era o ácido vira a base conjugada, que como doou um próton tem tendência aceitar um, o mesmo
se da com a base que vira o ácido conjugado.
-Quanto mais forte o ácido, mais fraca é sua base conjugada. E quanto mais forte for a
base mais fraco é o seu ácido conjugado. “Os fortes reagem para formar os fracos”.
-Ka e pKa são utilizados para quantificar a acidez e basicidade. A relação entre o Ka e a
acidez é direta, quanto maior o Ka mais forte é o ácido. Já a relação entre acidez e pKa é inversa,
quanto maior o pKa mais fraco é o ácido. Quando o pKa é menor que 1 se tem um ácido muito
forte, quando o pKa vai de 1 a 5 se tem um ácido forte, com pKa entre 5 e 15 sem tem um ácido
fraco e quando o pKa é maior que 15 o ácido é muito fraco.
-Cada função orgânica possui seu pKa específico, Ácidos carboxílicos possuem o pKa
característico mais baixo, entre 3 e 5, sendo classificados como ácidos moderadamente fortes.
Álcool tem o pKa por volta de 16, sendo então ácidos fracos. Amina tem o pKa muito alto e
raramente se comporta como ácido, seu pKa é maior que o da água, então entre uma reação de
amina e água, a água vai atuar como o ácido. Quando uma dessas funções é protonada seu pKa
diminui tendo seu caráter ácido aumentado, ácidos carboxílicos, alcoóis e a água quando
protonados apresentam pKa menor que 0.
-Quanto mais estável a sua base conjugada mais fraca ela é, e logo mais forte é o ácido.
Quando se está comparando bases conjugadas com elementos pertencentes ao mesmo período, a
sua estabilidade dependerá da eletronegatividade destes mesmos. A base que possuir o elemento
mais eletronegativo será a mais estável, logo será a mais fraca. Quando se compara bases de
período diferentes a característica mais importante para determinar a estabilidade da base
conjugada é o tamanho dos elementos que a compõem, quanto maior mais estável vai ser a base,
logo será mais fraca.
Alcoóis
-Radicais de hidrocarbonetos ligados a hidroxila.
-Nomenclatura IUPAC: Quantidade de C + tipo de ligação entre C + ol. Ex: Butan-2-ol
-Álcool Primário: a hidroxila está ligada a um carbono primário. O mesmo vale para o
álcool secundário e terciário.
-Propriedades: alcoóis possuem ligações de hidrogênio que resultam num P.E mais alto,
alcoóis não ramificados possuem P.E mais altos, são mais compactos. Todos os alcoóis são polares
mas nem todos são solúveis em água, medida que a cadeia cresce a solubilidade diminui devido o
caráter apolar da cadeia de hidrocarbonetos que faz parte do álcool.
Fenóis
-Cadeias aromáticas ligadas a hidroxilas.
-Nomenclatura: Localização do grupo OH + hidróxi + Nome do aromático. Ex:
1-hidróxi-tolueno
-Propriedades: baixos P.E, um pouco solúvel em água (apenas a hidroxila é solúvel em
água), é mais ácido que o álcool, mas ainda são ácidos fracos. A acidez se deve ao fato de a
hidroxila por meio do O ceder elétrons para a cadeia aromática e então o H se torna ácido, pois o
O e o H sofrem repulsão.
Éteres
-Um átomo de oxigênio entre duas cadeias carbônicas.
-Nomenclatura: Éter + 1º grupo + 2º grupo + ico. Ex: éter dietílico
-Propriedades: não possuem ligações de hidrogênio, tem baixo P.E, mas podem formar
ligações de hidrogênio com a água então possuem solubilidade semelhante a dos alcoóis com a
água, com o aumento da cadeia a solubilidade diminui.
Haletos
-Arila: halogênio ligado diretamente a um anel benzênico
-Alquila: halogênio ligado diretamente a um carbono saturado de um hidrocarboneto de
cadeia aberta.
-Nomenclatura: nº de halogênio (mono, di, tri) + halogênio + hidrocarboneto ligado ao
halogênio. Ex: triclorometano.
-Propriedades: pouco solúveis em água (sem ligações de hidrogênio e a polaridade entre C
e halogênio não é o suficiente). Haletos de arila são menos reativos que os de alquila. P.E dos
haletos é maior que seus respectivos hidrocarbonetos e aumenta com o aumento da cadeia.
Compostos Sulfurados
-São análogos aos compostos oxigenados, só que com enxofre (S) em vez de oxigênio (O).
São chamados de tiocompostos (tio, vem do grego theion, que significa enxofre). O enxofre
pertence a família 16 vindo abaixo do oxigênio, os tiocomposto possuem características parecidas
com os compostos do elemento oxigênio. Exemplo de relação: metanol (álcool) ---- metanotiol
(tioálcool).
Aldeídos e Cetonas
-Nomenclatura:
-Aldeído: Alcano (tira o "o") + "al"
-Cetona: Alcano (tira o "o") + "ona"
-Possuem o mesmo grupo funcional, C=O carbonila, com uma pequena diferença nos
ligantes desse grupo, na cetona se tem duas cadeias de hidrocarbonetos ligados a carbonila e no
caso do aldeído se tem apenas um grupo de hidrocarboneto e um hidrogênio. A similaridade no
grupo funcional leva a uma similaridade nas propriedades.
-Propriedades: a dupla ligação entre o C e o O tem maior polaridade que a ligação simples
entre ambos, sendo assim uma ligação mais forte, mas ainda não ganha da ligação de hidrogênio.
Então na ordem crescente temos o éter, dipolo fraco ligação simples entre C e O, depois aldeído e
cetona, dipolo forte ligação dupla entre C e o O, e então o álcool, ligação de hidrogênio. Logo
aldeídos cetonas possuem ponto de ebulição mais alto que éteres e mais baixos que alcoóis, o P.E
aumenta com o aumento da cadeia. Em relação a solubilidade, ela vai diminuir com o aumento da
cadeia, pois a única parte polar da cadeia é a carbonila, o grupo de hidrocarbonetos é apolar,
então com aumento da cadeia está se aumentando a porção não solúvel em água.
-Oxidação:
Com a oxidação de um álcool primário se obtêm um aldeído e posteriormente com a
oxidação deste pode se obter um ácido carboxílico.
Com a oxidação de um álcool secundário se obtêm uma cetona.
Esteroquímica
Isomeria Ótica
-Quiralidade: alguns objetos (sapatos, luvas, entre outros) possuem formas adequadas
para áreas específicas, é um objeto assimétrico (sem simetria) também denominado quiral. Se um
objeto é quiral ele tem uma imagem de espelho não sobreponível. Objetos que não são quirais,
objetos que possuem simetria são denominados aquirais (mesa, garfo, copo).
-Carbono Quiral - Centro de Quiralidade - Estereocentro: Moléculas também podem ser
quirais. O carbono assimétrico (sp³) é uma característica de quiralidade, átomos de N e P também
podem ser centros de quiralidade quando possuem 4 ligantes diferentes.
-Importância: Um enântiomero da Talidomida cura náuseas da gestação e o outro causa
efeitos congênitos nos bebês.
-Enântiomeros: são moléculas que são imagens no espelho de outra e não são
sobreponíveis.
-Estereoisômeros: podem ser enantiômeros ou diasteroisômeros.
-Desenhando Enantiômeros:
Perspectiva: duas das ligações do carbono assimétrico no plano do papel, uma
ligação (cunha sólida) para fora do papel, e a quarta ligação (cunha tracejada) para trás do papel.
Desenha-se o primeiro enantiômero da forma que se quer e o segundo é a imagem especular do
1º.
Projeção de Fischer: linhas horizontais representam as ligações para fora do plano
do papel e as linhas verticais para dentro. Desenhe o primeiro em qualquer ordem e para
desenhar o segundo enântiomero faça uma troca entre dois ligantes.
-R,S: para determinar se o enântiomero é R ou S primeiro classifique os grupos ligados ao
carbono assimétrico em ordem de prioridade (o grupo que possui o ligante de maior número
atômico é o grupo de maior prioridade). Oriente a molécula para que o grupo de menor prioridade
se projete para dentro do papel ou no plano do papel. Desenhe uma seta do grupo de maior
prioridade para o de segunda maior prioridade, se a seta for no sentido horário é R se a seta for no
sentido anti-horário é S. A seta nunca pode passar pelo grupo de terceira prioridade, e se o grupo
de menor prioridade não estiver projetado para dentro do papel ou no plano do papel basta
inverter o resultado obtido para se ter o resultado certo sem ter que reorientar a molécula.