Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)
1.5 Indução e Ligações Covalentes Polares
APLICANDO
o que você aprendeu
1.14 Desenhe uma estrutura para cada um dos íons vistos a seguir; em cada um dos casos,
indique qual o átomo que possui a carga formal:
(a) BH − 4
(b) NH − 2
(c) C 2H + 5
é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver o Problema 1.41
1.5 Indução e Ligações Covalentes Polares
Os químicos dividem as ligações em três classes: (1) covalente, (2)
covalente polar e (3) iônica. Essa divisão surge a partir dos valores de
eletronegatividade dos átomos que compartilham uma ligação. A
eletronegatividade é uma medida da capacidade de um átomo em atrair
elétrons. A Tabela 1.1 apresenta os valores de eletronegatividade para os
elementos normalmente encontrados na química orgânica.
TABELA 1.1 VALORES DE ELETRONEGATIVIDADE DE ALGUNS ELEMENTOS COMUNS
Quando dois átomos formam uma ligação, há uma consideração crítica
que nos permite classificar a ligação. Qual é a diferença entre os valores de
eletronegatividade dos dois átomos? A seguir vemos algumas diretrizes
aproximadas:
Se a diferença de eletronegatividade é menor do que 0,5, considera-se
que os elétrons são divididos igualmente entre os dois átomos, resultando
em uma ligação covalente. Exemplos incluem C —C e C—H:
A ligação C—C é claramente covalente, porque não há diferença de
eletronegatividade entre os dois átomos que formam a ligação. Mesmo uma
ligação C —H é considerada covalente, porque a diferença de
eletronegatividade entre o C e o H é inferior a 0,5.
Se a diferença de eletronegatividade estiver entre 0,5 e 1,7, os elétrons
não serão compartilhados igualmente entre os átomos, resultando em uma
ligação covalente polar. Por exemplo, considere uma ligação entre o
carbono e o oxigênio (C—O). O oxigênio é significativamente mais
eletronegativo (3,5) do que o carbono (2,5) e, portanto, o oxigênio atrairá
mais fortemente os elétrons da ligação. A retirada dos elétrons na direção do oxigênio é chamada de indução, e é frequentemente indicada por uma
seta conforme visto a seguir:
A indução provoca a formação de cargas parciais positiva e negativa,
simbolizadas pela letra grega delta (δ). As cargas parciais que resultam da
indução serão muito importantes nos próximos capítulos.
Se a diferença de eletronegatividade for maior do que 1,7, os elétrons
não serão compartilhados. Por exemplo, considere a ligação entre o sódio e
o oxigênio no hidróxido de sódio (NaOH):
A diferença de eletronegatividade entre o O e o Na é tão grande que os dois
elétrons da ligação são possuídos unicamente pelo átomo de oxigênio,
tornando o oxigênio carregado negativamente e o sódio carregado
positivamente. A ligação entre o oxigênio e o sódio, chamada ligação
iônica, é o resultado da força de atração entre os dois íons de carga oposta.
Os números de corte (0,5 e 1,7) devem ser considerados como um guia
aproximado. Em vez de vê-las como algo absoluto, é preciso ver os vários
tipos de ligação como pertencentes a um espectro sem separações claras
(Figura 1.4).
FIGURA 1.4
A natureza de várias ligações encontradas frequentemente na química orgânica.
Esse espectro tem dois extremos: ligações covalentes na esquerda e
ligações iônicas na direita. Entre esses dois extremos estão as ligações
covalentes polares. Algumas ligações se encaixam claramente em um tipo,
como as ligações C —C (covalente), as ligações C—O (covalente polar)
ou as ligações Na —Cl (iônica). Entretanto, existem muitos casos em que a
separação não é tão clara. Por exemplo, uma ligação C —Li tem uma
diferença de eletronegatividade de 1,5, e esta ligação é frequentemente
considerada tanto como covalente polar quanto como iônica. Ambas as
classificações são aceitáveis.
Outra razão para evitar números absolutos de corte quando se
comparam os valores de eletronegatividade é que os valores de
eletronegatividade mostrados anteriormente são obtidos através de um
método desenvolvido por Linus Pauling. No entanto, existem pelo menos
sete outros métodos para calcular valores de eletronegatividade, cada um
dos quais fornece valores ligeiramente diferentes. A adesão sem ressalvas à
escala Pauling sugeriria que as ligações C—Br e C—I são covalentes,
mas essas ligações serão tratadas como covalentes polares no decorrer deste
livro.
DESENVOLVENDO A APREDIZAGEM
1.5 LOCALIZAÇÃO DE CARGAS PARCIAIS RESULTANTES DA INDUÇÃO
APRENDIZAGEM
Considere a estrutura do metanol. Identi que todas as ligações covalentes polares e mostre
quaisquer cargas parciais que resultam de efeitos indutivos.
SOLUÇÃO
Primeiro identi camos todas as ligações covalentes polares. As ligações C —H são
consideradas covalentes porque os valores de eletronegatividade para C e H são relativamente
próximos. É verdade que o carbono é mais eletronegativo que o hidrogênio e, portanto, há um
pequeno efeito indutivo para cada ligação C—H. Entretanto, geralmente consideramos esse
efeito como insigni cante para as ligações C —H.
A ligação C —O e a ligação O—H são ligações covalentes polares:
ETAPA 1
Identi cação de todas as ligações covalentes polares.
Agora determinamos a direção dos efeitos indutivos. O oxigênio é mais eletronegativo que o C
ou o H, de modo que os efeitos indutivos são mostrados como é visto a seguir:
ETAPA 2
Determinação da direção de cada dipolo.
Esses efeitos indutivos mostram as localizações das cargas parciais:
ETAPA 3
Indicação da localização de cargas parciais.
PRATICANDO
o que você aprendeu
1.15 Para cada uma das substâncias vistas a seguir, identi que quaisquer ligações covalentes
polares desenhando os símbolos δ+ e δ– nos locais apropriados.
APLICANDO
o que você aprendeu
1.16 As regiões de δ+ em uma substância são as regiões mais suscetíveis de serem atacadas
por um ânion, tal como o hidróxido (HO−). Na substância vista a seguir, identi que os dois