COLÉGIO ESTADUAL DA POLÍCIA MILITAR DE GOIÁS HUGO DE CARVALHO RAMOS ATIVIDADE COMPLEMENTAR

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1 COLÉGIO ESTADUAL DA POLÍCIA MILITAR DE GOIÁS HUGO DE CARVALHO RAMOS ANO LETIVO º BIMESTRE ATIVIDADE COMPLEMENTAR Série Turma (s) Turno 2º do Ensino Médio A B C D E F G H I j MATUTINO Professor: Charlys/ Humberto Disciplina: Química SMA Aluno (a): Nº da chamada: Visto do Professor Nota da Atividade Data: / / 2018 Escola de Civismo e Cidadania APOSTILA QUÍMICA SMA Introdução à Química Orgânica, Classificação de Cadeias Carbônicas, Nomenclatura e Petróleo. R$ 1. Intrudução Durante muito tempo, a química orgânica foi considerada como a química dos produtos naturais de origem animal e vegetal, derivando daí o seu nome. Embora desde o século XVII alguns pesquisadores fizessem menção a uma distinção entre química dos minerais e as dos produtos de origem biológica foi apenas no século XIX, 1808, que o termo química orgânica foi empregado por Jöns Jacob Berzelius ( ), e somente em 1827 essa classificação foi divulgada através da publicação de seu tratado de química orgânica. Química Inorgânica é a parte da química que estuda os compostos extraídos dos minerais. Química Orgânica é a parte da química que estuda os compostos extraídos dos organismos vivos. Com base nessa definição, Berzelius formulou a Teoria do Vitalismo, segundo a qual os compostos orgânicos só poderiam ser sintetizados em sistemas vivos, mediante uma força vital (vida). Em 1828, Friedrich Wöhler ( ), derrubou essa teoria, sintetizando em laboratório a ureia, CO(NH2)2 - um produto orgânico do metabolismo de proteínas nos mamíferos - a partir do aquecimento de cianato de chumbo, amônia e água. 2. Postulados de Kekulé Entre 1858 e 1861, o químico alemão Friedric August Kekelé ( ), o químico escocês Archibald Scott Couper ( ) e o químico russo Alexander M. Betherov ( ), trabalhando independentemente, elaboraram um conjunto de afirmações a respeito do átomo de carbono nas moléculas orgânicas. Essas afirmações ficaram conhecidas como os postulados de Kekulé. Estes postulados constituem as bases fundamentais da Química Orgânica. Página 1 de 11

2 a. O carbono é tetravalente O número atômico do carbono é 6, apresentando configuração eletrônica K = 2 ; L = 4. Tendo quatro elétrons em sua última camada eletrônica, o carbono os compartilha com quatro elétrons de outros átomos, para que se complete o octeto, atingindo configuração estável. Formam-se, desse modo, quatro ligações covalentetes. b. As quatro valências do carbono são equivalentes. As quatro valências do carbono são iguais entre si. Assim, por exemplo as quatro fórmulas exemplificadas a seguir, representam na realidade, um único composto, de fórmula molecular CH3OH. c. O carbono forma cadeias O átomo de carbono tem uma capacidade extraordinária de ligar-se a outros átomos de carbono, formando cadeias curtas ou longas com as mais variadas disposições. Página 2 de 11

3 3. Formas de representação das moléculas orgânicas Página 3 de 11

4 4. Classificação Cadeia Carbônica 1- Quanto ao fechamento da cadeia: 1.1- Cadeia aberta, acíclica ou alifática: uma cadeia aberta é aquela que possui pelo menos duas extremidades ou pontas, não há nenhum encadeamento, fechamento, ciclo ou anel nela. Exemplos: 1.2- Cadeia fechada ou cíclica: não possui nenhuma extremidade ou ponta, seus átomos são unidos, fechando a cadeia e formando um encadeamento, ciclo, núcleo ou anel. Exemplos: 1.3- Cadeia mista: apresenta tanto uma parte da cadeia fechada quanto uma parte da aberta. Exemplos: 2 Quanto à disposição dos átomos de carbono na cadeia carbônica: 2.1- Cadeia normal, reta ou linear: ocorre quando só existem carbonos primários e secundários na cadeia. Estando em uma única sequência, geram apenas duas extremidades ou pontas. Exemplos: 2.2- Cadeia ramificada: são aquelas que possuem três ou mais extremidades, com carbonos terciários ou quaternários. Exemplos: 3 Quanto ao tipo de ligação entre os átomos de carbono: 3.1- Cadeia saturada: classificação dada para aquelas cadeias que possuem somente ligações simples entre os carbonos. Exemplos 3.2- Cadeia insaturada: cadeias que possuem pelo menos uma ligação dupla ou tripla entre os carbonos. Exemplos: Página 4 de 11

5 4 Quanto à natureza dos átomos que compõem a cadeia carbônica: 4.1- Cadeia homogênea: são aquelas que não possuem nenhum heteroátomo entre os carbonos, ou seja, essas cadeias são constituídas somente por carbonos. Exemplos: 4.2- Cadeia heterogênea: nesse caso há algum heteroátomo entre os carbonos, que normalmente são o oxigênio (O), o nitrogênio (N), o fósforo (P) e o enxofre (S). Exemplos: 5 Quanto ao aparecimento de um anel aromático na cadeia carbônica: 5.1- Cadeia aromática: são as que apresentam em sua estrutura pelo menos um anel benzênico, também denominado anel aromático (C6H6). Exemplos: 5.2- Cadeia não aromática ou alicíclicas: são as cadeias fechadas que não apresentam um anel benzênico em sua estrutura. Exemplos: 6 - Classificação do carbono quanto ao número de ligações entre carbonos Primários: Carbonos ligados diretamente a somente um carbono. Identifique na figura abaixo os carbonos circulados em vermelho, repare que eles se encontram nas extremidades da cadeia. Secundários: Carbonos ligados diretamente a dois outros carbonos. Os retângulos verdes destacam os carbonos que recebem esta classificação. Terciários: Carbonos ligados diretamente a três carbonos. O pentágono violeta identifica o carbono que se encontra entre outros três carbonos. Quaternários: Carbonos ligados a quatro carbonos. Os triângulos amarelos destacam a presença do carbono quaternário. É importante lembrar que todo carbono tem a capacidade de fazer quatro ligações, mas em uma cadeia carbônica se classificam levando em consideração a quantidade de carbonos a ele ligados. Página 5 de 11

6 Alcanos 5. Hidrocarbonetos Alcanos são hidrocarbonetos formados apenas por ligações simples entre seus carbonos. Possuem cadeia aberta (acíclicos) e ligações simples (satudadas). Alcenos Sua fórmula geral é CnH2n+2 Butano: C4H10 Os alcenos são hidrocarbonetos que acíclicos, insaturados, que contém uma dupla ligação entre átomos de carbono. São também chamados de olefinas, alquenos ou hidrocarbonetos etilênicos. Alcino Sua fórmula geral é CnH2n Eteno: C2H4 Possuem cadeia principal aberta e com uma tripla ligação, podendo ser ramificada ou normal e sempre homogênea. Sua fórmula geral é CnH2n 2 Etino: C2H2 Alcadieno Possuem duas ligações duplas na cadeia principal, que será aberta, insaturada, podendo ser ramificada ou normal e homogênea. Sua fórmula geral é CnH2n 2 1,3-Butadieno: C4H6 Cicloalcano Cadeia fechada e homogênea, pode ser ramificada ou normal e saturada. Sua fórmula geral é CnH2n Ciclohexano: C6H12 Cicloalceno Cadeia fechada e homogênea, normal ou ramificada e insaturada porque possui uma ligação dupla. Sua fórmula geral é CnH2n 2 Aromáticos Ciclobuteno: C4H6 Ou Arenos, são hidrocarbonetos em cuja estrutura existe pelo menos um anel benzênico (aromático). Anel Benzeno: C6H6 Página 6 de 11

7 6. Nomenclatura cadeias carbônicas Observação: para cadeias insaturadas, obrigatoriamente devemos numerar os carbonos, afim de identificar o carbono da insaturação Página 7 de 11

8 7. Nomenclatura de cadeias ramificadas Definição de Cadeia ramificada: são aquelas que possuem três ou mais extremidades, com carbonos terciários ou quaternários. Radicais Se o radical ligar-se a um carbono que não seja primário (que não esteja ligado somente a mais um átomo de carbono, mas que esteja ligado a dois carbonos ou mais), formam-se as chamadas cadeias ramificadas. -Iso: quando a valência livre está localizada no carbono primário de uma cadeia ramificada. Normalmente, é usado para identificar radicais que apresentam a seguinte estrutura geral: -Sec: quando a valência livre está localizada em um carbono secundário. Exemplos: -Terc: quando a valência livre está localizada em carbono terciário. Exemplos: Página 8 de 11

9 REGRAS GERAIS NOMENCLATURA Primeiro passo é escolher a cadeia principal, e a nomenclatura dela seguirá as mesmas regras mencionadas para cadeias normais. A cadeia principal deve ser aquela que: - Tiver a maior quantidade de carbonos. Observe a seguir que qualquer outra possibilidade teria uma quantidade menor de átomos de carbono: Se houver mais de uma possibilidade, você deverá escolher a que apresentar maior quantidade de ramificações Os outros critérios para a escolha da cadeia principal são: - Deve possuir o grupo funcional; - Deve possuir as insaturações (ligações duplas ou triplas), se tiver. Grupo Funcional Cetona Devemos seguir está ordem, começar pelo carbono mais próximo ao grupo funcional > à insaturação > à ramificação. Página 9 de 11

10 A localização das ramificações é o número do carbono de onde a ramificação está saindo. No caso a seguir, a ramificação está saindo do carbono 4, por isso, na nomenclatura, colocamos esse número antes do nome da ramificação. Se houver mais de uma ramificação igual, teremos que escrever o número duas vezes. Exemplos: Veja um exemplo a seguir: O nome desse composto é: 4,7-dietil-2-metil-non-2-eno. Outros exemplos: 8. Petróleo fonte de Hidrocarbonetos O petróleo, após ser extraído da natureza, é transportado para as refinarias e começa a ser fracionado através de aquecimento em tanques apropriados dando origem a vários subprodutos, esse processo é denominado de destilação fracionada. Página 10 de 11

11 Os derivados do petróleo são hidrocarbonetos (compostos por átomos de carbono e hidrogênio), sendo os mais leves formados por pequenas moléculas, como, por exemplo, o etano (C2H6), e os mais pesados contendo até 70 átomos de carbono. A destilação acontece justamente por essa diferença de tamanho das moléculas, quanto menor a molécula de hidrocarboneto, menor é a sua densidade e temperatura de evaporação. Funcionamento motor a combustão Fontes: FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Classificação das Cadeias Carbônicas"; Brasil Escola. Disponível em < Acesso em 11 de fevereiro de Feltre, Ricardo, Química / Ricardo Feltre. 6. ed. São Paulo: Moderna, Físico-química (Ensino médio) SOUZA, Líria Alves de. "Hidrocarbonetos"; Brasil Escola. Disponível em < Acesso em 12 de fevereiro de Slide do Prof. Glaucio B. Ferreira - Instituto de Química (UFF). Aula de Química Geral de , Ligações Químicas. Apostila Química Orgânica Professor Gil Kenedy Colégio Visão Página 11 de 11