Química Geral I. Química - Licenciatura Prof. Udo Eckard Sinks

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1 Química Geral I Química - Licenciatura Prof. Udo Eckard Sinks

2 Conteúdo 19/05/2017 Contextualização Química Química Inorgânica Química Orgânica Físico Química Química Analítica Funções Químicas Funções Inorgânicas: Ácidos, Bases, Óxidos, Sais Funções Orgânicos e Nomenclatura Química Geral Prof. Udo Sinks 2

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4 Ligações químicas, símbolos de Lewis e a regra do octeto Ligação química: é a força atrativa que mantém dois ou mais átomos unidos. Ligação covalente: resulta do compartilhamento de elétrons entre dois átomos. Normalmente encontrada entre elementos não-metálicos. Ligação iônica: resulta da transferência de elétrons de um metal para um não-metal. Ligação metálica: é a força atrativa que mantém metais puros unidos. Química Geral Prof. Udo Sinks 4

5 Áreas na Química Química Inorgânica é o ramo da química que estuda os elementos químicos e as substâncias da natureza que não possuem o carbono coordenados em cadeias. Investiga as estruturas, propriedades e a explicação dos mecanismos de suas reações e transformações. A Química Orgânica era definida como um ramo químico que estuda os compostos extraídos dos organismos vivos. Mas atualmente é definido melhor por Química Orgânica é o ramo da Química que estuda os compostos do carbono (Friedrich August Kekulé) A Físico-Química é a disciplina que estuda as propriedades físicas e químicas da matéria, através da combinação de duas ciências: a física (onde se destacam áreas como a termodinâmica e a mecânica quântica) e a química... São as áreas clássicas... A Química Analítica é o ramo da química que trata da identificação ou quantificação de espécies ou elementos químicos. Bioquímica é a ciência e tecnologia que estuda e aplica a química da vida e os processos químicos que ocorrem nos organismos vivos. Química Geral I Prof. Udo Sinks 5

6 ... E muito mais... Físico Química Cinética química, Física Química, Química Nuclear, Eletroquímica, Femtoquímica, Geoquímica, Fotoquímica, Química quântica, Química do estado sólido, Espectroscopia, Ciência de Superfícies, Termoquímica. Química Orgânica Química Orgânica Sintética, Química Orgânica de Produtos Naturais, Bioquímica, Biofísica química, Biologia química, Química Clínica, Química dos Fulerenos, Química medicinal, Neuroquímica, Farmácia, Físico-química Orgânica, Química dos polímeros. Química Inorgânica Química Bioinorgânica, Química de Coordenação, Ciência dos materiais, Química Organometálica Química XXXica Química Analítica, Astroquímica, Educação em Química, Química Computacional, Química ambiental, Química dos Alimentos, Química Forense, Química Verde, Química Supramolecular, Química Teórica Química Geral I Prof. Udo Sinks 6

7 ... Tá muito complicado... Tudos estudam: Reagentes Caracterização Reações Produtos Uso Condições Química Geral I Prof. Udo Sinks 7

8 Reações... O que reage? Como reage? Porque reage? Funções Químicas ou Grupos Funcionais Funções Inorgânicas Ácidos Bases Óxidos Sais Funções Orgânicas Alcanos (C-H, C-C) Ligações Múltiplas C-C: Alcenos, Alcinos, Compostos Aromáticos Alcoóis Haletos de Alquila Aldeidos e Cetonas Ácidos Carboxílicos e Derivados Ureia e Derivados Aminas Compostos Nitro Química Geral I Prof. Udo Sinks 8

9 Funções Inorgânicas: Ácidos Química Geral I Prof. Udo Sinks 9

10 Funções Inorgânicas: Bases Química Geral I Prof. Udo Sinks 10

11 Funções Inorgânicas: Óxidos Química Geral I Prof. Udo Sinks 11

12 Funções Inorgânicas: Sais Química Geral I Prof. Udo Sinks 12

13 Química Orgânica Estruturas das moléculas orgânicas As moléculas orgânicas exibem três tipos diferentes de hibridização no carbono central: carbonos hibridizados sp 3 para geometrias tetraédricas; carbonos hibridizados sp 2 para geometrias trigonais planas e carbonos hibridizados sp para geometrias lineares. Química Geral I Prof. Udo Sinks 13

14 Estabilidades das substâncias orgânicas O carbono forma ligações muito fortes com H, O, N e halogênios. O carbono também forma ligações fortes com ele mesmo. Consequentemente, o C pode formar estruturas estáveis de cadeias longas ou de anéis. A força da ligação aumenta de uma ligação simples para uma ligação dupla e para uma ligação tripla. O comprimento de ligação diminui no mesmo sentido. Carbono e hidrogênio têm eletronegatividades bem semelhantes, logo, a ligação C-H é basicamente apolar. Conseqüentemente, compostos contendo ligações C-C e C-H são termodinamicamente estáveis e cineticamente inertes. A adição de grupos funcionais (por exemplo, C-O-H) introduz reatividade às moléculas orgânicas. Química Geral I Prof. Udo Sinks 14

15 Solubilidades e propriedades ácido-base de substâncias orgânicas Os compostos com apenas ligações C-C ou C-H são apolares e são solúveis em solventes apolares e não muito solúveis em água. Moléculas orgânicas solúveis em água têm grupos funcionais polares. Os surfactantes têm longas partes apolares na molécula com uma pequena ponta iônica ou polar. Os ácidos orgânicos mais importantes são os ácidos carboxílicos com o grupo funcional -COOH. As moléculas orgânicas básicas são normalmente aminas, grupos funcionais -NH 2, -NHR, ou -NR 2 Química Geral I Prof. Udo Sinks 15

16 Grupos Funcionais: Hidrocarbonetos Os hidrocarbonetos são compostos que contêm apenas C e H. Existem três classes: alcanos (todas as ligações e nenhuma ligação ); alcenos (uma mistura de ligações e, mas nenhuma ligação tripla); alcinos (devem conter ligações triplas) e aromáticos (têm estruturas planas de anéis com ligações alternadas simples e duplas). Compostos saturados têm apenas ligações. Compostos insaturados têm ligações tanto como. Química Geral I Prof. Udo Sinks 16

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18 Alcanos Química Geral I Prof. Udo Sinks 18

19 Alcanos O nome dos alcanos varia de acordo com o número de átomos de C presentes na cadeia. Uma vez que as únicas forças intermoleculares disponíveis para os alcanos são as forças de dispersão de London, os pontos de ebulição aumentam regularmente à medida que a massa molar aumenta. Do metano ao butano todos são gases a pressões normais. Do pentano ao decano todos são líquidos a pressões normais. Cada carbono em um alcano tem 4 ligações simples. Nessa tabela, cada membro difere por uma unidade de CH2. Isso é chamado de série homóloga. Química Geral I Prof. Udo Sinks 19

20 Alcanos Estruturas dos alcanos A teoria de RPENV prevê que cada átomo de C é tetraédrico. Conseqüentemente, cada átomo de C tem orbitais hibridizados sp 3. É fácil girar em torno da ligação C-C nos alcanos. Química Geral I Prof. Udo Sinks 20

21 Alcanos Isômeros estruturais Hidrocarbonetos de cadeia reta têm cada átomo de C unido em uma cadeia contínua. Em uma cadeia de hidrocarboneto reta, nenhum átomo de C pode estar ligado a mais de dois outros átomos de C. Hidrocarbonetos de cadeia reta não são lineares. Cada átomo de C é tetraédrico, logo, as cadeias são dobradas. São possíveis hidrocarbonetos de cadeia ramificada para quatro ou mais átomos de C, o que dá origem a isômeros estruturais. Os isômeros estruturais têm diferentes propriedades físicas. Química Geral I Prof. Udo Sinks 21

22 Alcanos: Isômeros Estruturais Química Geral I Prof. Udo Sinks 22

23 Nomenclatura dos alcanos Todos os nomes de moléculas orgânicas têm três partes: O prefixo, que informa a natureza dos substituintes; A base, que fornece o número de carbonos, e o sufixo, que fornece a família (alcanos etc). As regras para dar nomes a compostos são estabelecidas pela União Internacional para a Química Pura e Aplicada (IUPAC). Química Geral I Prof. Udo Sinks 23

24 Alcanos: Nomenclatura Para dar nome aos alcanos: Descubra a cadeia mais longa e a utilize como o nome do composto. Numere os átomos de carbono começando com a ponta mais próxima ao substituinte. Dê o nome e a posição de cada substituinte. Quando estão presentes dois ou mais substituintes, liste-os em ordem alfabética. Química Geral I Prof. Udo Sinks 24

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36 Palitoxina Química Geral I Prof. Udo Sinks 36

37 Erva-de-São-João Química Geral I Prof. Udo Sinks 37

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