Quí. Xandão. Monitora: Thamiris Gouvêa

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1 Quí. Professores: Allan Rodrigues Xandão Monitora: Thamiris Gouvêa

2 Isomeria espacial: geométrica 19 set RESUMO O estudo da isomeria plana esclareceu-nos muito a respeito do motivo pelo qual compostos de mesma fórmula molecular possuem propriedades diferentes na prática, na medida em que mostrou a diferença entre a estrutura plana da cadeia desses compostos, chamados de isômeros. No entanto, ficaram mais dúvidas sobre compostos que possuem tanto fórmulas moleculares como fórmulas estruturais planas iguais, contudo apresentam propriedades diferentes na prática. Assim, descobriuse a existência de diferenças entre eles que apenas podem ser observadas em dimensões espaciais, e surgiu o que chamamos de ISOMERIA ESPACIAL ou ESTEREOISOMERIA. Esse tipo de isomeria se divide entre GEOMÉTRICA ou CIS-TRANS (sobre a qual aprendemos neste material) e ÓPTICA (a ser vista posteriormente). A isomeria GEOMÉTRICA ou CIS-TRANS pode ocorrer em 2 tipos de compostos: Cadeia aberta com ligação dupla: CONDIÇÕES DE OCORRÊNCIA: 1) Ter ligação dupla na cadeia; 2) Possuir grupos radicais distintos no mesmo carbono Nestes compostos, a ligação dupla impede a rotação entre os átomos de carbono, que existe quando a ligação entre eles é simples. Exemplo: Ao girarmos um dos carbonos na molécula do etano, a molécula continua a mesma, não altera sua conformação espacial nem suas propriedades. Olha só: Assim como, ao girarmos um dos carbonos na molécula de 1,2-dicloroetano, a molécula não se altera. As 2 estruturas representadas abaixo representam a mesma substância (bolinha verde, bolinha branca e bolinha cinza representam os átomos de cloro, de hidrogênio e de carbono, respectivamente).

3 Contudo, a molécula do 1,2-dicloroeteno não possui essa livre rotação, devido à ligação dupla entre carbonos, motivo pelo qual as 2 estruturas abaixo já representam compostos diferentes, com propriedades diferentes. Já que se trata de compostos diferentes, recebem nomes diferentes, da seguinte maneira: a) CIS + nome do composto quando ligantes iguais estiverem do mesmo lado do plano espacial ou quando o ligante de menor número atômico de um dos carbonos estiver do mesmo lado do plano espacial que o ligante de menor número atômico do outro carbono. b) TRANS + nome do composto quando ligantes iguais estiverem em lados opostos do plano espacial ou quando o ligante de menor número atômico de um dos carbonos estiver no lado oposto ao do ligante de menor número atômico do outro carbono. Exemplos: cis-1,2-dicloroeteno trans-1,2-dicloroeteno cis-1-cloro-1-fluorpropeno trans-1-cloro-1-fluorpropeno

4 cis-11-retinal trans-11-retinal ácido cis-butenodioico ou ácido maleico fumárico ácido trans-butenodioico ou ácido OBS: O composto cis é aquele em que os hidrogênios estão para o mesmo lado, formando uma conformação espacial menos simétrica que na trans, em que os hidrogênios estão em lados opostos. IMPORTANTE À BEÇA: A isomeria CIS-TRANS foi inicialmente designada para compostos em que R1=R4 e R2=R4 ou R1=R4 e R2=R3. Por isso, estabeleceu-se a ISOMERIA E-Z para indicar os casos em que não há igualdade entre ligantes de um e de outro carbonos da dupla, da seguinte maneira: a) Z + nome do composto quando o ligante de menor número atômico de um dos carbonos estiver do mesmo lado do plano espacial que o ligante de menor número atômico do outro carbono. b) E + nome do composto quando o ligante de menor número atômico de um dos carbonos estiver no lado oposto ao do ligante de menor número atômico do outro carbono. Exemplos: Z-1-cloro-1-fluorpropeno e E-1-cloro-1-fluorpropeno Z-11-retinal e E-11-retinal No entanto, hoje em dia usamos mais a isomeria CIS-TRANS até mesmo para estes casos, como abordado inicialmente, sendo o isômero Z correspondente ao CIS e o E, ao TRANS. Cadeia fechada (ISOMERIA BAYERIANA): CONDIÇÃO DE OCORRÊNCIA: Em pelo menos dois átomos de carbono do ciclo, devemos encontrar dois grupos radicais distintos entre si. Nestes compostos, o que impede a rotação entre os átomos de carbono é o fato de a cadeia ser fechada.

5 Exemplo: No composto 1-clorociclopropano, NÃO HÁ isomeria geométrica, pois apenas 1 carbono possui 2 ligantes diferentes, enquanto no 1,2-diclorociclopropano, HÁ isomeria geométrica, já que 2 carbonos possuem 2 ligantes diferentes (Cl e H). Já que se trata de compostos diferentes, recebem nomes diferentes, da seguinte maneira: a) CIS + nome do composto quando ligantes iguais estiverem do mesmo lado do plano; b) TRANS + nome do composto quando ligantes iguais estiverem em lados opostos do plano espacial. cis-1,2-dicloropropano trans-1,2-dicloropropano IMPORTANTE À BEÇA: CIS: Menos estável devido à existência de 2 radicais iguais do mesmo lado, seus pares eletrônicos se repelem com maior intensidade. Isso cria um momento dipolar diferente de zero, o que reduz sua estabilidade; Menos simétrico; Menor ponto de ebulição. TRANS: Mais estável devido à existência de 2 radicais iguais em lados opostos, seus pares eletrônicos se repelem com menor intensidade. Isso cria um momento dipolar igual a zero, o que aumenta sua estabilidade; Mais simétrico; Maior ponto de ebulição. EXERCÍCIOS DE AULA 1. Um hidrocarboneto X sofre combustão resultando como produtos 4 mols de gás carbônico e 4 mols de água. Assinale a alternativa que indica, respectivamente, o número de isômeros do composto e quanto(s) deste(s) apresenta(m) isomeria geométrica? a) 6 e 1 b) 5 e 1 c) 5 e 2 d) 6 e 2 e) 5 e 3

6 2. Na Inglaterra, não é permitido adicionar querosene (livre de imposto) ao óleo diesel ou à gasolina. com o composto A, que revelará sua presença na mistura após sofrer as seguintes transformações químicas: Obs.: Fluorescente = que emite luz Um técnico tratou uma determinada amostra de combustível com solução aquosa concentrada de hidróxido de sódio e, em seguida, iluminou a mistura com luz ultravioleta. Se no combustível houver querosene (marcado), a) no ensaio, formar-se-ão duas fases, sendo uma delas aquosa e a outra fluorescente. b) o marcador A transformar-se-á em um isômero trans do sal de sódio, que é solúvel em água. c) a luz ultravioleta transformará um isômero trans em um isômero cis. d) a luz ultravioleta transformará um isômero cis em um isômero trans. e) a luz ultravioleta transformará um isômero cis, mais estável, em um isômero trans, menos estável. 3. As balas e as gomas de mascar com sabor de canela contêm o composto cinamaldeído (ou aldeído cinâmico) que apresenta a fórmula estrutural abaixo. O nome oficial deste composto orgânico é: a) trans-3-fenil propenal. b) trans-1-fenil propenal. c) trans-3-fenil propanal. d) trans-3-benzil propenal. e) cis-3-fenil propenal. 4. O bicho-da-seda libera um composto chamado bombicol para se comunicar com outros indivíduos de sua espécie. O bombicol é um álcool primário de cadeia muito longa contendo duas ligações duplas, uma cis e outra trans na cadeia de carbono. Nenhum de seus vários isômeros tem efeito no processo de comunicação entre esses insetos. Qual das estruturas abaixo representa o bombicol? a)

7 b) c) d) e) 5. Admite isomeria geométrica, o alceno: a) 2,3-dimetil pent-2-eno. b) pent-1-eno. c) 3-metil hex-3-eno. d) eteno. e) 4-etil-3-metil hex-3-eno. EXERCÍCIOS DE CASA 1. Quantos isômeros geométricos do aldeído cinâmico são previstos? a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5.

8 2. Assinale a alternativa que contém apenas isômeros do 1-penteno (C 5H 10). a) Penteno, cis pent-2-eno e ciclopenteno. b) Trans pent-2-eno, pentanol e cis pent-3-eno. c) 2-metil pent-1-eno, trans pent-2-eno e ciclopentano. d) Cis pent-2-eno, ciclopentano e 2-metil but-1-eno. e) 2-metil but-1-eno, ciclopentano e 2-metil butan-1-ol. 3. Sobre um par de isômeros cis-trans, é correto dizer que: a) o isômero trans é sempre mais estável. b) suas fórmulas moleculares são diferentes. c) o isômero cis apresenta cadeia mais longa. d) a massa molecular do isômero cis é sempre maior. e) ambos apresentam a mesma disposição no espaço. 4. O aroma dos perfumes, geralmente, resulta de misturas de compostos químicos. Moléculas com estruturas químicas semelhantes não possuem necessariamente aromas similares. Nerol e geraniol são representadas abaixo, são constituintes de perfumes e exalam diferentes aromas. Com relação às moléculas acima representadas, é correto afirmar que nerol e geraniol são isômeros: a) ópticos, por serem visualmente diferentes. b) de posição, pois a hidroxila está em posições diferentes. c) de compensação, pois o isômero trans compensa o isômero cis. d) geométricos, pois há diferença apenas entre a disposição espacial dos compostos cis e trans. e) de função, pois o nerol fornece um aroma diferente do geraniol.

9 5. O óleo de soja, comumente utilizado na cozinha, contém diversos triglicerídeos (gorduras), provenientes de diversos ácidos graxos, dentre os quais temos os mostrados abaixo. Sobre esses compostos, podemos afirmar que: a) o composto 4 é um ácido carboxílico de cadeia aberta contendo duas duplas ligações conjugadas entre si. b) os compostos 2 e 3 são isômeros cis-trans. c) o composto 1 é um ácido carboxílico de cadeia insaturada. d) o composto 2 é um ácido graxo de cadeia aberta contendo uma dupla ligação (cis). e) o composto 3 é um ácido graxo de cadeia fechada contendo uma insaturação (cis). 6. Sabendo-se que 2,46 L de um hidrocarboneto gasoso, medidos à pressão de 1 atm e 27 C, têm massa igual a 5,6 g e que esse hidrocarboneto apresenta isomeria cis-trans, isomeria de cadeia e isomeria de posição, pode-se afirmar que se trata de: a) but-1-eno. b) but-2-eno. c) propeno. d) ciclobutano. e) metilciclobutano. 7. Quantos isômeros estruturais e geométricos, considerando também os cíclicos, são previstos com a fórmula molecular C 3H 5 a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 7 8. Apresenta isomeria geométrica: a) pent-2-eno b) but-1,2-dieno c) propeno d) tetrabromo etileno e) 1,2-dimetil benzeno

10 QUESTÃO CONTEXTO Se considerarmos que frituras são os salgadinhos em geral (coxinhas, bolinhas de queijo, risoles etc.), pastéis, batatas-fritas e tempurás, não existe um tipo mais saudável que outro. Para prepará-los, é necessário usar bastante óleo, e bem quente. Ao fritar o alimento, parte dos nutrientes é perdida devido às inúmeras reações químicas que ele sofre. Nesse processo, sua estrutura também pode ser alterada. Se for submetido a altas temperaturas ou reaproveitado, o óleo também podem causar danos à saúde. Quando reutilizado, pode se tornar gordura transaturada, a famosa gordura trans. Existem frituras menos prejudiciais à saúde que outras? Por Sara Ferrari. VejaSP. Publicado em 19 jul Observe a estrutura dos ácidos graxos abaixo. Explique por que, ao aquecermos, um ácido cis se transforma em trans, mais prejudicial ao organismo.

11 GABARITO Exercícios de aula 1. a 2. d 3. a 4. b 5. a Exercícios de casa 1. b 2. d 3. a 4. d 5. b 6. b 7. d 8. a Questão contexto O composto cis é menos estável que o trans, motivo pelo qual seu aquecimento rompe temporariamente a ligação dupla, que se recompõe posteriormente no isômero trans, mais estável.