QUÍMICA

Tema:

INTRODUÇÃO

PROFESSOR

# BARRAL

barralquimica@hotmail.com

Os compostos e as reações orgânicas são utilizados pelo homem há muito tempo.

O homem pré-histórico já queimava a madeira (combustão orgânica). Antes de Cristo, a Humanidade já produzia bebidas alcoólicas, vinagre, corantes etc.

Os alquimistas do século XVI, procurando o “elixir da longa vida”, obtiveram muitos extratos vegetais. A partir dessa época, as técnicas de extrair, isto é, retirar compostos já prontos de vegetais e animais sendo aperfeiçoadas; por exemplo, do limão extraiu-se o ácido cítrico (C6H8O7); das gorduras animais extraiu-se a glicerina (C3H8O3); e assim por diante.

Histórico

1777 Bergman - definiu a Química Orgânica como sendo a química dos compostos existentes nos organismos vivos, vegetais e animais, enquanto a Química Inorgânica ou Mineral seria a química dos compostos existentes no reino mineral. Nessa mesma época, Lavoisier conseguiu analisar vários compostos orgânicos e constato­u que todos continham o elemento químico carbono.

Química Orgânica é a parte da Química que estuda os compostos do carbono.

1807 Berzelius - lançou a ideia de que somente os seres vivos possuiriam uma força vital capaz de produzir os compostos orgânicos; em outras palavras, criava-se a ideia de as substâncias orgânicas jamais poderiam ser sintetizadas (artificialmente num laboratório ou numa indústria).

Histórico

1828 Wöhler - efetuou a reação mostrada abaixo, pela qual, a partir de um composto mineral (cianato de amônio), chegava-se a um composto orgânico, a uréia, existe na urina dos animais; começava assim a queda da Teoria da Força Vital.

Nos anos seguintes, muitas outras substâncias orgânicas foram sintetizadas (acetileno, metanol, ácido acético etc.), de modo que já na metade do século XIX os químicos começaram a ­acreditar na possibilidade de sintetizar qualquer substância química.

No entanto, até hoje, certas sínteses são extremamente difíceis; por exemplo, a clorofila (C55H72MgN4O5) existente nos vegetais só foi preparada artificialmente, em 1960, por Woodward, fato que lhe valeu o Prêmio Nobel de Química de 1965.

NH 4 OCN

Cianato de

amônio

Calor O C

N H 2

N H 2

Uréia

Histórico

Atualmente, a Humanidade dispõe de: COMPOSTOS ORGÂNICOS NATURAIS:

Cujas fontes principais são os combustíveis fosseis: Petróleo; Carvão mineral; Gás natural, produtos agrícolas etc.

COMPOSTOS ORGÂNICOS SINTÉTICOS:

Produzidos artificialmente pelas indústrias químicas: Plásticos; Fibras têxteis; Medicamentos; Corantes; Inseticidas etc.

Desde fins do século XIX até hoje, a Química Orgânica teve uma evolução muito grande. Isso pode ser comprovado,

por exemplo, pelo número de compostos orgânicos conhecidos (quer extraídos da natureza, quer sintetizados pelo homem):

em 1880, eram conhecidos cerca de 12.000 compostos; atualmente, cerca de 15.000.000 de compostos.

Histórico

Com seu desenvolvimento, a Química Orgânica acabou se subdividindo e dando origem a mais um ramo da ciência — a Bioquímica —, que estuda as substâncias mais intimamente ligadas à vida dos vegetais e animais, como, por exemplo, os alimentos, as vitaminas, os hormônios, os ácidos nucléicos (existentes no núcleo das células vivas) etc.

E da Bioquímica surgiram outros ramos da Ciência e da Tecnologia, como, por exemplo, a Biologia Molecular e a Biotecnologia. Essas divisões e subdivisões que ocorrem na Ciência são normais no desenvolvimento do conhecimento humano.

Histórico

Histórico

O átomo de carbono apresenta certas particularidades que o tornam bem diferente de todos os demais elementos químicos.

2.1- O CARBONO É TETRAVALENTE

Tendo quatro elétrons em sua última camada eletrônica, o carbono os compartilha com quatro elétrons de outros átomos, para que se complete o octeto, atingindo-se a configuração estável. Formam-se, desse modo, 4 LIGAÇÕES COVALENTES.

2.2- O CARBONO FORMA LIGAÇÕES MÚLTIPLAS

No exemplo CH4, vemos que o carbono pode formar uma única ligação - ligação simples. Entretanto, um átomo de carbono pode estabelecer duas ou três ligações com um segundo átomo, formando, respectivamente, uma ligação dupla ou uma ligação tripla.

2- CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO DE CARBONO

2.3 - O CARBONO LIGA-SE A VÁRIAS CLASSES DE ELEMENTOS QUÍMICOS

Não sendo nem eletropositivo, nem eletronegativo, o carbono pode ligar-se ora a elementos eletropositivos, ora a elementos eletronegativos.

2.4 - O CARBONO FORMA CADEIAS

O carbono tem uma capacidade extraordinária de ligar-se a outros átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio.

formando encadeamentos ou cadeias curtas ou longas e com as mais variadas disposições.

Existem elementos químicos que conseguem formar encadeamentos, como, por exemplo, o enxofre, o fósforo, etc.

2- CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO DE CARBONO

2.4 - O CARBONO FORMA CADEIAS

A capacidade de formar cadeias juntamente com as características anteriormente descritas (tetravalência, formação de ligações simples, duplas e triplas e ligação com elementos eletropositivos ou elementos eletronegativos) explicam a razão de o carbono ser capaz de formar em número enorme de compostos orgânicos.

2- CARACTERÍSTICAS DO ÁTOMO DE CARBONO

3.1- QUANTO AO FECHAMENTO DA CADEIA

a) CADEIA ABERTA (ACÍCLICA OU ALIFÁTICA): quando o encadeamento dos átomos não sofre nenhum fechamento.

b) CADEIA FECHADA OU CÍCLICA: quando há um fechamento na cadeia, formando-se um ciclo, núcleo ou anel.

3 - TIPOS DE CADEIAS CARBÔNICAS

3.2- QUANTO À DISPOSIÇÃO DOS ÁTOMOS

a) CADEIA NORMAL: quando o encadeamento segue uma seqüência única.

b) CADEIA RAMIFICADA: quando, na cadeia, surgem ramos ou ramificações.

3 - CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIAS CARBÔNICAS

CH3 — CH2 — CH3

CH3 — CH2 — CH2 — CH2 — CH3

3.3 - QUANTO AOS TIPOS DE LIGAÇÕES a) CADEIA SATURADA: quando só existem ligações simples entre os

átomos de carbono. b) CADEIA INSATURADA: quando, além das ligações simples, aparecem

ligações duplas ou triplas.

4.4 - QUANTO À NATUREZA DOS ÁTOMOS a) CADEIA HOMOGÊNEA: quando, na cadeia, só existem átomos de

carbono. b) CADEIA HETEROGÊNEA: quando, na cadeia, além dos átomos de

carbono, existem outros átomos (heteroátomos). 4.5- QUANTO À PRESENÇA DO BENZENO a) CADEIA AROMÁTICA: Possui anel benzênico. b) CADEIA NÃO-AROMÁTICA OU ALICÍCLICA: Não possui anel benzênico. Obs.: compostos mistos.

3- CLASSIFICAÇÃO DAS CADEIAS CARBÔNICAS

substâncias que possuem anel benzênico na sua estrutura. Por esse motivo o anel benzênico também é chamado de anel

aromático.

Os compostos aromáticos se subdividem em: a) compostos aromáticos mononucleares ou mononucleados: quando

contém um único anel benzênico. b) compostos aromáticos polinucleares ou polinucleados: quando

contém vários anéis benzênicos; eles se subdividem em: polinucleares isolados, quando não possuem átomos de carbono em

comum. polinucleares condensados, quando os anéis possuem átomos de

carbono em comum.

C

C C

C

C C

H

H H

H H

H

ou ou

4 - BENZENO E COMPOSTOS AROMÁTICOS

revelam a estrutura, isto é, a arrumação ou disposição dos átomos dentro das moléculas.

FÓRMULA CONDENSADA

FÓRMULA BASTÃO OU TRAÇOS

C C C

H

H

H C

H

H C

H

C

H

H H H

H

H

H

H H C

H H

H

C

C H 3 C

C H 3

C H 3

C H 2 C H

C H 3

C H 3

5 - FÓRMULA ESTRUTURAL

CARBONO PRIMÁRIO

CARBONO SECUNDÁRIO

CARBONO TERCIÁRIO

CARBONO QUATERNÁRIO

6- CLASSIFICAÇÃO DOS ÁTOMOS DE CARBONO NUMA CADEIA

a) CARBONO PRIMÁRIO: quando está ligado apenas a 1 outro átomo de carbono (ou nenhum);

b) CARBONO SECUNDÁRIO: quando está ligado a 2 outros átomos de carbono;

6- CLASSIFICAÇÃO DOS ÁTOMOS DE CARBONO NUMA CADEIA

c) CARBONO TERCIÁRIO: quando está ligado a 3 átomos de carbono;

d) CARBONO QUATERNÁRIO: quando está ligado a 4 outros átomos de carbono.

6- CLASSIFICAÇÃO DOS ÁTOMOS DE CARBONO NUMA CADEIA

hibridação ângulo

entre os

híbridos

ligação geometria no de H

ligado ao

carbono

sp3 109o28’ 4 simples ou 2 tetraédrica 4

sp2 120o 1 dupla e 2 simples ou 3 e 1 Trigonal

plana

3

sp 180o 1 tripla e 1 simples ou 2 e 2 Linear 2

sp 180o 2 duplas ou 2 e 2 Linear 2

6- AS LIGAÇÕES DO CARBONO NOS COMPOSTOS ORGÂNICOS