2.8 Setas Curvas

necessárias.

 

2.8 Setas Curvas

 

Nesta seção, vamos nos concentrar em setas curvas, que são as ferramentas

necessárias para representar estruturas de ressonância corretamente. Toda

seta curva tem uma cauda e uma ponta:

 

Setas curvas utilizadas para representar estruturas de ressonância não

representam o movimento dos elétrons – elas são apenas ferramentas que

nos permitem representar estruturas de ressonância com facilidade. Essas

ferramentas tratam os elétrons como se eles estivessem em movimento,

embora os elétrons não estejam se movendo. No Capítulo 3, vamos

encontrar setas curvas que realmente representam o fluxo de elétrons. Por

agora, tenha em mente que todas as setas curvas neste capítulo são apenas

ferramentas e não representam um fluxo de elétrons.

É essencial que a cauda e a ponta de cada seta sejam desenhadas

precisamente no local apropriado. A cauda mostra de onde os elétrons são

provenientes, e a ponta mostra para onde os elétrons vão (lembre-se, os

elétrons não estão realmente indo a lugar algum, mas nós os tratamos como

se eles fossem com a finalidade de representar as estruturas de ressonância).

Em breve aprenderemos padrões para desenhar setas curvas apropriadas.

Mas, primeiro, temos de aprender onde não desenhar setas curvas. Existem

regras que têm que ser seguidas na elaboração de setas curvas para

estruturas de ressonância:

 

1. Evitar a quebra de uma ligação simples.

2. Nunca exceder um octeto para os elementos da segunda linha. Vamos explorar cada uma dessas regras:

 

1. Evitar a quebra de uma ligação simples ao representar estruturas de

ressonância. Por definição, todas as estruturas de ressonância têm que

ter os mesmos átomos ligados na mesma ordem. Quebrar uma ligação

simples seria mudar isso – logo, a primeira regra:

 

Há muito poucas exceções a esta regra, e só vamos violá-la duas vezes

neste livro (ambas no Capítulo 9). Cada vez que isso ocorrer, vamos

explicar por que é permitido naquele caso. Em todos os outros casos, a

cauda de uma seta nunca deve ser colocada em uma ligação simples.

2. Nunca exceder um octeto para os elementos da segunda linha.

Elementos da segunda linha (C, N, O, F) têm apenas quatro orbitais nas

suas camadas de valência. Cada orbital pode formar uma ligação ou

manter um par isolado. Portanto, para os elementos da segunda linha o

número total de ligações mais o número de pares isolados nunca pode

ser maior do que quatro. Eles nunca podem ter cinco ou seis ligações, o

máximo é quatro. Da mesma forma, eles nunca podem ter quatro

ligações e um par isolado, porque isso exigiria também cinco orbitais.

Pela mesma razão, eles nunca podem ter três ligações e dois pares

isolados. Vamos ver alguns exemplos de setas curvas que violam essa

segunda regra. Em cada uma dessas representações, o átomo central não

pode formar outra ligação porque ele não tem um quinto orbital que

possa ser usado.

A violação em cada exemplo anterior é clara, mas com estruturas em

bastão pode ser mais difícil ver a violação porque os átomos de hidrogênio

não são representados (e, muitas vezes, nem os pares isolados). Cuidados

têm que ser tomados para “ver” os átomos de hidrogênio, mesmo quando

eles não estão representados:

 

No começo é difícil ver que a seta curva na estrutura da esquerda está

violando a segunda regra. Mas, quando contamos os átomos de hidrogênio

torna-se claro que a seta curva anterior criará um átomo de carbono com

cinco ligações.

A partir de agora, vamos nos referir à segunda regra como a regra do

octeto. Mas tenha cuidado – para fins de representação de estruturas de

ressonância, só é considerada uma violação se um elemento da segunda

linha tiver mais de um octeto de elétrons. No entanto, não é uma violação se

um elemento da segunda linha tiver menos de um octeto de elétrons. Por

exemplo:

Esta segunda representação é perfeitamente aceitável, mesmo que o átomo

de carbono central tenha em torno de si apenas seis elétrons. Para os nossos

propósitos, vamos considerar que a regra do octeto é violada apenas se

exceder um octeto.

Nossas duas regras (evitar a quebra de uma ligação simples e nunca

ultrapassar um octeto para um elemento da segunda linha) refletem as duas

características de uma seta curva: a cauda e a ponta. A cauda da seta mal

colocada viola a primeira regra, e a ponta da seta mal dirigida viola a

segunda regra.

 

DESENVOLVENDO A APRENDIZAGEM

 

2.6 IDENTIFICANDO SETAS DE RESSONÂNCIA VÁLIDAS

APRENDIZAGEM

Olhe para a seta representada na estrutura vista a seguir e determine se ela viola qualquer uma

das duas regras de representação de setas curvas:

 

SOLUÇÃO

 

A m de determinar se uma regra foi quebrada, nós temos que olhar cuidadosamente para a

cauda e a ponta da seta curva. A cauda está colocada sobre uma ligação dupla e, portanto, esta

seta curva não quebra uma ligação simples. Assim, a primeira regra não é violada.

Em seguida, olhamos para a ponta da seta. A regra do octeto foi violada? Existe uma quinta

ligação sendo formada aqui? Lembre-se que um carbocátion (C+) tem apenas três ligações, e

não quatro. Duas das ligações são mostradas, o que signi ca que o C+ tem apenas uma ligação

com um átomo de hidrogênio:

ETAPA 1

Certi cação de que a cauda da seta curva não está localizada em uma ligação simples.

 

ETAPA 2

Certi cação de que a ponta da seta curva não viola a regra do octeto.

 

Portanto, a seta curva vai dar ao átomo de carbono uma quarta ligação, o que não viola a regra

do octeto.

A seta curva é válida, pois as duas regras não foram violadas. Tanto a cauda quanto a ponta

da seta são aceitáveis.

 

PRATICANDO

o que você aprendeu

 

2.21 Para cada um dos problemas vistos a seguir, determine se cada uma das setas curvas

viola qualquer uma das duas regras, e descreva a violação se ela ocorrer. (Não se esqueça de

contar todos os átomos de hidrogênio e todos os pares isolados.)

 

APLICANDO

o que você aprendeu

 

2.22 A representação da estrutura de ressonância da substância vista a seguir requer uma seta

curva. A ponta da seta curva é colocada sobre o átomo de oxigênio, e a cauda da seta curva pode

ser colocada somente em um local sem violar as regras de representação de setas curvas.

Represente esta seta curva.

 

é necessário PRATICAR MAIS? Tente Resolver o Problema 2.51

 

Sempre que mais de uma seta curva é usada, todas as setas curvas têm

que ser levadas em conta para determinar se alguma das regras foi violada.

Por exemplo, a seta vista a seguir viola a regra do octeto:

 

No entanto, adicionando-se outra seta curva, nós removemos a violação:

 

A segunda seta curva remove a violação da primeira seta curva. Neste

exemplo, ambas as setas são aceitáveis, porque tomadas em conjunto, elas

não violam as nossas regras.

Posicionar uma seta é muito parecido com andar de bicicleta. A

habilidade de andar de bicicleta não pode ser aprendida olhando-se alguém

andar de bicicleta. Aprender a andar de bicicleta requer prática. Uma queda

ocasional é uma parte necessária do processo de aprendizagem. O mesmo

acontece com o posicionamento de uma seta. A única maneira de aprender é com a prática. Este capítulo é elaborado para fornecer uma ampla