Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)
Problemas Integrados
1.62 O cloreto de metileno (CH Cl ) tem menos átomos de cloro do que o clorofórmio 2 2
(CHCl ). No entanto, o cloreto de metileno tem um momento de dipolo molecular maior do 3
que o clorofórmio. Explique.
PROBLEMAS INTEGRADOS
1.63 Considere as três substâncias apresentadas a seguir. Responda às perguntas que seguem:
(a) Quais as duas substâncias que são isômeros constitucionais?
(b) Que substância contém um átomo de nitrogênio com a geometria piramidal triangular?
(c) Identifique a substância com o maior número de ligações σ.
(d) Identifique a substância com o menor número de ligações σ.
(e) Que substância contém mais de uma ligação π?
(f) Que substância contém um átomo de carbono com hibridização 2 sp?
(g) Que substância contém apenas átomos com hibridização 3 sp (além dos átomos de hidrogênio)?
(h) Que substância se espera que tenha o maior ponto de ebulição? Explique.
1.64 Proponha pelo menos duas estruturas diferentes para uma substância com seis átomos de carbono que apresenta as seguintes características:
(a) Todos os seis átomos de carbono têm hibridização 2 sp.
(b) Apenas um átomo de carbono tem hibridização sp. Todos os cinco átomos de carbono restantes têm hibridização 3 sp (lembre que a sua substância pode ter outros elementos além de carbono e hidrogênio).
(c) Existe um anel, e todos os átomos de carbono têm hibridização 3 sp.
(d) Todos os seis átomos de carbono têm hibridização sp, e a substância não contém átomos de hidrogênio (lembre que uma ligação tripla é linear e, por conseguinte, não pode ser incorporada em um anel de seis átomos de carbono).
1.65 Desenhe todos os isômeros constitucionais com fórmula molecular C H que 5 10 possuem uma ligação π.
1.66 Com as atuais técnicas espectroscópicas (discutidas nos Capítulos 15-17), os químicos são geralmente capazes de determinar a estrutura de uma substância orgânica desconhecida em apenas um dia. Essas técnicas se tornaram disponíveis somente nas últimas décadas. Na primeira metade do século XX, a determinação de uma estrutura era um processo muito lento e difícil no qual a substância sob investigação era sujeita a uma variedade de reações químicas. Os resultados dessas reações proporcionavam aos químicos pistas sobre a estrutura da substância. Com pistas suficientes, às vezes era possível (mas nem sempre) determinar a estrutura. Como um exemplo, tente determinar a estrutura de uma substância desconhecida usando as seguintes pistas:
• A fórmula molecular é C H N . 4 10 2
• Não existem ligações π na estrutura.
• A substância não tem momento de dipolo.
• A substância apresenta ligação de hidrogênio muito forte.
Você deve achar que existem pelo menos dois isômeros constitucionais que são consistentes com as informações anteriores. (Sugestão: Considere a incorporação de um anel em sua estrutura.)
1.67 Uma substância com fórmula molecular C 5H11N não tem ligações π. Cada carbono está ligado a exatamente dois átomos de hidrogênio. Determine a estrutura da substância.
1.68 Isonitrilas (A) são uma importante classe de substâncias devido a sua reatividade versátil do grupo funcional, que permite a preparação de numerosas novas substâncias e produtos naturais. Isonitrilas podem ser convertidas em dialetos de isonitrila (B), o que representa um procedimento útil para diminuir temporariamente a reatividade de uma isonitrila (Tetrahedron Lett. 2012, 53, 4536-4537).
(a) Identifique o estado de hibridização para cada átomo destacado em A.
(b) Um dos átomos de carbono em A apresenta um par isolado de elétrons. Em que tipo de orbital atômico se localiza este par isolado?
(c) Preveja o ângulo de ligação C—N—C na substância A.
(d) Identifique o estado de hibridização para cada átomo destacado em B.
(e) O átomo de nitrogênio em B apresenta um par de elétrons isolado. Em que tipo de orbital atômico se localiza este par isolado?
(f) Preveja o ângulo de ligação C—N—C na substância B.
1.69 Na Seção 1.12, discutimos o efeito que as ramificações podem ter sobre o ponto de ebulição de uma substância. Em certos casos, a ramificação pode também afetar o modo como uma molécula pode reagir com moléculas diferentes. Usamos o termo “impedimento estérico” para descrever como ramificações podem influenciar a reatividade. Por exemplo,
um maior “congestionamento estérico” pode diminuir a reatividade de uma ligação π C=C (Org. Lett, 1999, 1, 1123-1125). Na molécula vista a seguir, identifique cada ligação π e determine quem tem um maior grau de congestionamento estérico. (Observação: Isto não é o mesmo que “número estérico”.)