Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)

David Klein · Capítulo 86 de 302

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Química Orgânica: Volume 1 (2ª Edição)

Revisão de Conceitos e Vocabulário

conformações em cadeira. O desenho na Figura 4.31 representa uma parte da

estrutura do diamante. Cada átomo de carbono está ligado a outros quatro

átomos de carbono que formam uma rede tridimensional de conformações em

cadeira. Dessa forma, um diamante é uma molécula grande. Os diamantes são

uma das substâncias mais duras conhecidas, porque o corte de um diamante

requer a quebra de bilhões de ligações simples C —C.

 

FIGURA 4.31

A estrutura do diamante.

 

REVISÃO DE CONCEITOS E VOCABULÁRIO

SEÇÃO 4.1

• Hidrocarbonetos que não têm ligações π são chamados de hidrocarbonetos saturados

ou alcanos.

• O sistema de regras para a atribuição de nomes para as substâncias é chamado de

nomenclatura.

SEÇÃO 4.2

• Embora as regras da IUPAC forneçam uma maneira sistemática para dar o nome das

substâncias, muitos nomes comuns ainda estão em uso. A atribuição de um nome sistemático envolve quatro etapas distintas:

1. Identificação da cadeia principal. Alcanos contendo um anel são chamados de

cicloalcanos.

2. Nomear os substituintes, que podem ser tanto grupos alquila simples quanto grupos

alquila ramificados, chamados de substituintes complexos. Muitos nomes comuns para

substituintes complexos são permitidos de acordo com as regras IUPAC.

3. Numerar os átomos de carbono da cadeia principal e atribuir um localizador para

cada substituinte.

4. Distribuir os substituintes em ordem alfabética, colocando localizadores na frente de

cada substituinte. Para substituintes idênticos, usar di, tri, tetra, penta ou hexa, que são ignorados na ordem alfabética.

• As substâncias bicíclicas são nomeadas como os alcanos e cicloalcanos, com apenas

duas pequenas diferenças:

1. O termo “biciclo” é usado e os números entre parênteses indicam como os cabeças

de ponte estão conectados.

2. Para numerar a cadeia principal, percorremos primeiro o caminho mais longo que liga

as cabeças de ponte.

SEÇÃO 4.3

• O número de possíveis isômeros constitucionais para um alcano aumenta com o aumento

do tamanho molecular.

• Ao representar isômeros constitucionais, usamos as regras da IUPAC para evitar

representar a mesma substância duas vezes.

SEÇÃO 4.4

• Para um alcano, o calor de combustão é o negativo da variação de entalpia (−ΔH°)

associada à combustão completa de 1 mol do alcano na presença de oxigênio.

• Calores de combustão podem ser medidos experimentalmente e usados para comparar a

estabilidade de alcanos isoméricos.

SEÇÃO 4.5

• O petróleo é uma mistura complexa de hidrocarbonetos, a maioria dos quais são alcanos

(variando em tamanho e constituição).

• Essas substâncias são separadas em frações através de destilação (separação baseada

nas diferenças de ponto de ebulição). A refinação de petróleo bruto separa-o em muitos produtos comerciais.

• O rendimento da produção de gasolina pode ser melhorado de duas maneiras:

1. Craqueamento é um processo pelo qual ligações C—C de alcanos maiores são

quebradas, produzindo alcanos menores adequados para a gasolina.

2. Reforma é um processo em que os alcanos de cadeia linear são convertidos em

hidrocarbonetos ramificados e substâncias aromáticas, que apresentam menos batimento de pino durante a combustão.

SEÇÃO 4.6

• A rotação em torno de ligações simples C—C permite que uma substância adote várias

conformações.

• Projeções de Newman são utilizadas frequentemente para representar as várias

conformações de uma substância.

SEÇÃO 4.7

• Em uma projeção de Newman, o ângulo de diedro, ou o ângulo de torção, descreve as

posições relativas de um grupo no carbono detrás e um grupo no carbono da frente.

• Conformações alternadas têm menores energias, enquanto conformações eclipsadas

têm energias mais elevadas.

• No caso do etano, todas as conformações alternadas são degeneradas (mesma energia),

e todas as conformações eclipsadas são degeneradas.

• A diferença de energia entre as conformações alternada e eclipsada do etano é chamada

de tensão torcional. A tensão torcional para o propano é maior do que a do etano.

SEÇÃO 4.8

• Para o butano, uma das conformações eclipsada tem mais energia do que as outras duas.

• Uma conformação alternada (a conformação anti) tem menos energia do que as outras

duas conformações alternadas, porque elas possuem interações gauche.

SEÇÃO 4.9

• Existe uma tensão angular nos cicloalcanos quando ângulos de ligação são menores do

que o ângulo preferencial de 109,5°.

• A tensão angular e a tensão torcional são componentes da energia total de um

cicloalcano, que pode ser avaliada através da medição de calores de combustão por grupo CH . 2

SEÇÃO 4.10

• A conformação em cadeira do ciclo-hexano não tem tensão torcional e muito pouca

tensão angular.

• A conformação em barco do ciclo-hexano tem tensão torcional significativa (dos Hs

eclipsando, bem como das interações mastro de bandeira). A conformação em barco pode aliviar um pouco sua tensão torcional, torcendo-se, dando uma conformação chamada de barco torcido.

• O ciclo-hexano é encontrado em uma conformação em cadeira a maior parte do tempo.

SEÇÃO 4.11

• Cada átomo de carbono em um anel de ciclo-hexano pode suportar dois substituintes.

• Um substituinte é dito ocupar uma posição axial, enquanto o outro substituinte é dito

ocupar uma posição equatorial.

SEÇÃO 4.12