Simplificações para Fórmulas Estruturais

Às vezes a fórmula estrutural plana de um composto orgânico pode se tornar muito grande e complexa se representarmos todas as ligações entre os átomos. Por esta razão é comum simplificarmos as fórmulas não mostrando algumas ligações, colocando-se apenas um átomo ao lado do outro.

Também é possível representar a cadeia carbônica por linhas em ziguezague formando vértices. Cada vértice indica um átomo de carbono.

Os átomos de hidrogênio que se encontram ligados aos átomos de carbono não são representados, pois é preceito preestabelecido que as ligações de carbono que estiverem faltando estão sendo feitas com hidrogênio.

Apenas átomos diferentes de carbono e hidrogênio são representados por seus símbolos e são ligados à cadeia carbônica por uma linha menor do que aquela que forma o ziquezague.

As ligações duplas e triplas são representadas normalmente.

Observe alguns exemplos:

Em compostos cuja molécula apresenta cadeia cíclica podemos levar simplificar desenhando apenas a forma geométrica da cadeia tendo em vista as seguintes considerações:

Cada vértice da figura geométrica representa um átomo de carbono, e alinha entres os vértices, o tipo de ligação. Se há um aligação dupla entre os àtomos de carbono no ciclo, ela deve ser representada por uma linha dupla.

Outros átomos, ou grupos de átomos diferentes de hidrogênio, devem ser representados com suas respectivas ligações.

Classificação de Carbonos sp³

A classificação de determinado átomo de carbono sp³ (que faz 4 ligações simples) em uma cadeia carbônica apresenta como único critério o número de carbonos que estão ligados a ele.

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Veja abaixo uma imagem ilustrando a classificação dos carbonos:

Classificação de compostos

É comum classificar os compostos orgânicos num dos seguintes grupos:

Finalizamos aqui os princípios mais básicos da Química Orgânica, para ver a parte 1 e 2 clique nos links abaixo:

Princípios fundamentais da Química Orgânica – II
Princípios fundamentais da Química Orgânica – I

O Carbono é conhecido desde antigüidade.

Seu nome vem do latim carbo (carvão). Muito difundido na natureza em todas as substâncias orgânicas e em muitos minerais. O diamante e o grafite são suas formas mais duras e o estudo das suas combinações constituem a base da química orgânica.

Aplicações do Carbono: filtros, aço, diamante, grafite, eletrodos

Grafite e diamantes são duas substâncias diferentes, mas formadas pelo mesmo elemento, o carbono, esse fenômeno, que é conhecido como alotropia.

Professor de química do COC Marcelo Polachini explica em vídeo os conceitos de alotropia:

Os alcinos são hidrocarbonetos que possuem tripla ligação entre átomos de carbono. São conhecidos também como hidrocarbonetos etínicos ou hidrocarbonetos acetilênicos. A fórmula geral dos alcinos é: C_nH_2n – 2, ou seja, o número de átomos de hidrogênio da molécula de alcino é o dobro do número de átomos de carbono, menos dois.

Exemplo: Propino (C₃H₄)

De modo geral, podemos definir alcinos como hidrocarbonetos de cadeia carbônica acíclica, homogênea, insaturada com uma tripla ligação única.

Os alcinos possuem características físicas como os alcanos e alcenos, ou seja, também apresentam pontos de fusão e ebulição crescentes com o aumento da cadeia carbônica (massa molecular).

Essa classe de compostos, os alcinos, não possui cor (incolor), nem cheiro (inodoro), apresentam insolubilidade em água, mas são solúveis em solventes orgânicos como o álcool, o éter e outros. O acetileno, ao contrário dos outros alcinos, tem cheiro agradável e é parcialmente solúvel em água, e é partir dele que se obtêm solúveis não inflamáveis.
Os alcinos são preparados em laboratório porque não se encontram livres na natureza.

Nomenclatura

A nomenclatura dos alcinos é semelhante a dos alcenos e alcanos (você pode verificar a tabela com os prefixos aqui), prefixo + IN + O.

Aplicações

O acetileno (que pertence à classe dos alcinos e também conhecido como etino) C₂H₂, é o alcino mais simples, é usado em grande escala na fabricação de borrachas sintéticas, plásticos, como o PVC e PVA, e ainda de fios têxteis para a produção de tecidos. Também, uma parte boa do acetileno é usada como o combustível dentro de soldadores devido as altas temperaturas alcançadas.

Veja também:

Alcanos, o que são?

Alcenos, o que são?

Os alcanos, também chamados parafinas, são hidrocarbonetos (compostos constituídos exclusivamente por carbono e hidrogênio) e sua fórmula geral é C_nH_2n+2.

A estrutura física dos alcanos é de cadeia carbônica acíclica (alifática), saturada e homogênea, ou seja, cadeia aberta que apresentam simples ligações entre átomos de carbono.

Como os alcanos se apresentam?

Os alcanos, conforme o número de átomos de carbono, podem apresentar-se em condições ambientes, nas fases sólida, líquida ou gasosa. Sendo assim, os alcanos de cadeia normal de 1 a 4 carbonos são gases, de 5 a 17 carbonos são líquidos e de 18 carbonos em diante são sólidos. Os alcanos puros são incolores, os gasosos e os sólidos são inodoros e os líquidos têm cheiro característico (gasolina, por exemplo).

Eles são utilizados, dentre outras coisas, como matéria-prima para a preparação de muitos compostos na indústria petroquímica e também como combustível.

Nomenclatura dos Alcanos

O nome de todos os alcanos termina com -ano. Alcanos de cadeia normal com oito ou menos carbonos são nomeados conforme a seguinte tabela, que também dá o nome do radical alcoila ou alquila, formado pelo destacamento de uma ligação de hidrogênio. Deve-se trocar a terminação em il ou -ila.

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Alcanos ramificados são nomeados com seguem:

Separa-se a cadeia de carbonos mais longa na estrutura; tal cadeia constituirá a base do nome em função do números de átomos de carbono que procede (3: propano, 4: butano, 5: pentano, etc…)

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Numera-se sequencialmente a cadeia de carbono partindo-se da extremidade; a extremidade a ser escolhida é aquela que traga as ramificações (uma ou mais ligação com outro átomo de carbono) com o menor número possível (vermelho está certo, verde está errado).

Nomear as ramificações de forma análoga a cadeia principal, substituindo pelo sufixo -ano com o sufixo -il (assim, 1: metil, 2:etil, 3: propil, etc…)

Reagupar as ramificações em ordem alfabética e se aparecer mais de uma mesma fórmula, indicar a multiplicidade através de prefixo (di-, tri-, tetra-, etc…)

3 Grupos de CH3 = Tri – metil

O nome será constituído pela lista de ramificações precedentes pelo número de átomos da cadeia principal, seguido pela cadeia principal. Os substituintes devem seguir em ordem alfabética.

2, 2, 4 - trimetilpentano

Propriedades Químicas

Os alcanos possuem baixa reatividade porque as ligações simples C-H e C-C são relativamente estáveis, difíceis de quebrar e são apolares. Eles não reagem com ácidos, bases, metais ou agentes oxidantes. Pode parecer surpreendente, mas o petróleo (em que o octano é um dos principais componentes) não reage com ácido sulfúrico concentrado, metal sódio ou manganato de potássio. Esta neutralidade é a origem do termo parafinas (do Latim para+affinis, que significa “pouca afinidade”).

Veja também:

Alcenos, o que são?

Fonte: Wikipedia, Brasil Escola

A química orgânica estuda das substâncias que constituem a matéria viva e dos compostos resultantes das suas transformações, ou resumidamente, é um ramo da química que estuda os compostos de carbono.

Jacob Berzelius

Inicialmente pensava-se que a síntese de substâncias orgânicas só era possível com a interferência de organismos vivos (animais, vegetais, bactérias, etc.), teoria proposta em 1807 por Jöns Jacob Berzelius. Ela baseava-se na idéia de que os compostos orgânicos precisavam de uma força maior (a vida) para serem sintetizados, esta teoria ficou conhecida com “Teoria da Força Vital”. Nesse mesmo século, Lavoisier percebeu que todos os compostos organicos descobertos até então, continham um átomo de carbono (mas nem todo composto com carbono é orgânico).

Porém em 1828, Friedrich Wöhler conseguiu criar uréia em laboratório, somente aquecendo o cianato de amônio (CH₄CNO):

CH₄CNO —–> (NH₂)₂CO

Friedrich Wöhler

A partir dessa descoberta de Wöhler, muitos outros materiais orgânicos foram sendo criados em laboratório, derrubando definitivamente com a Teoria da Força Vital, e com isso, a designação “orgânico” perdeu o sentido. Hoje em dia, prefere-se a designação de compostos de carbono à compostos orgânicos, visto que este elemento é comum a todos eles e é, em parte, responsável pelas suas propriedades. Contudo, como foi dito anteriormente, nem todos os compostos que possuem o elemento carbono são incluídos no grupo dos compostos de carbono/compostos orgânicos.

A facilidade com que os átomos de carbono formam ligações covalentes (simples, duplas ou triplas) com outros átomos de carbono ou com átomos de outros elementos explica o número e a variedade de compostos orgânicos existentes. Os compostos orgânicos podem ser agrupados e classificados de acordo com a presença de determinados grupos de átomos nas sua moléculas (os grupos funcionais), grupos esses que são responsáveis pelo comportamento químico dessas famílias de compostos orgânicos. Qualquer composto orgânico é constituído por uma cadeia carbonada não reativa, “o esqueleto” e por uma parte reativa, o grupo funcional.