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Selnio
Prof. Braga Qumica Orgnica A analisando reaes
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QUIMICA ORGNICA A
Prof. Antonio Luiz Braga [email protected]
Analisando Reaes Orgnicas e
seus Intermedirios
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Mecanismos de Reaes
Intermedarios de Reaes
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Nuclefilos e Eletrfilos
Nas reaes sempre est envolvido o movimento de eltrons
um tpico grande e complicado - vamos apenas olhar para o
bsico
Intermedarios de Reaes
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Teste de Lucas
Reagentes colocados na reao Compostos formados na reao
Devemos prestar ateno na Estequiometria
Proporo de compostos envolvidos na reao
1:1 : 1:1
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Reaes Simples: exemplos
Devemos comear a seguir os tomos para entender as reaes Em uma
reao eles no so criados nem destrudos - apenas movimentados
estequiometria importante devemos ser capazes de equilibrar as
equaes deve haver o mesmo nmero de tomos em ambos os lados da
seta
1 1 3 3
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A reao de Lucas uma reao de substituio identificar as ligaes
quebradas e formadas para observar substituio
Tipos de Reaes: Reaes de Substituio - envolve 1 tomo ou grupo
sendo trocado por outro
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Envolve a adio de um novo tomo ou grupo (sem perda de tomos)
Mais comumente ocorre em ligaes duplas ...
Reaes de Adio:
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Reaes de Eliminao
Envolve a perda de tomos ou grupos de tomos de uma molcula
Muitas vezes ela uma reao inversa de uma reao de adio (nem
sempre)
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nuclefilos - tomos ou grupos ricos em eltrons que gostam de
cargas +
Forma ligaes covalentes doando 2 eltrons
anies e pares de eltrons livres podem ser bons nuclefilos
Reagentes: Nuclefilos
nions
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Nuclefilos: pares de eltrons livres
Nuclefilos: ligaes simples nucleoflicas
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Ligaes Duplas Nucleoflicas
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Eletrfilos tomos ou grupos eltron-deficientes que gostam de
carga
Forma ligaes covalentes aceitando 2 eltrons
Ctions (carga positiva) e grupos polares podem ser bons
eletrfilos
Eletrfilos
Ctions:
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Molculas Neutras
Eletrfilos
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Molculas Neutras com ligaes altamente polarizadas
Resultantes (+): aceitam eltrons facilmente
Eletrfilos
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Exemplo de Eletrfilos
Exerccio:
radical
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A grande maioria das reaces que voc ir encontrar so
simplesmente:
nuclefilo + electrophile produto
Ser tudo to fcil.
As ligaes polares em t-BuOH sugerem que ele um nuclefilo ou um
eletrfilo
Na reao de Lucas ele um nucelophile que ataca um proton (H +) O
produto dessa reao uma eletrfilo
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Ligaes so quebradas e formadas.. Nem todas as reaes ocorrem em
um nico passo ... Aqui est o teste de Lucas (de novo....)
Mecanismo de Reaes
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1a etapa
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2a Etapa
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3a Etapa
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Perfil da Reao - mostra a energia do sistema versus
o progresso da reao
til quando pensamos nos fatores afetam a velocidade /
facilidade de uma reao
Diagrama de Coordenada de Reao
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Reao em uma
nica etapa
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Termodinmica e Cintica
Diagrama de Coordenadas de Reaes Ele mostra as mudanas de
energia que acontecem em cada uma das
etapas de um mecanismo.
O mecanismo de uma reao descreve as vrias etapas que
se acreditam ocorrer quando reagentes so convertidos em
produtos.
Para a avaliao da energia do sistama e progresso da reao
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Diagrama de Coordenada de Reao
As linhas pontilhadas no
estado de transio
indicam ligaes que so
parcialmente formadas e
parcialmente quebradas.
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O DG pode ser positivo ou negativo, indicando se a reao vai
absorver ou liberar calor (energia).
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Avaliando a Reao de adio de HBr ao 2-buteno
Mecanismo da reao
Etapa (a)
Etapa (b)
nuclefico
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Diagrama de Coordenada de Reao para a adio de HBr ao
2-buteno
Etapa (a)
Etapa (b)
Estado de transio tem
ligaes parcialmente
formadas.
Os intermedirios tm
ligaes completamente
formadas.
A etapa de reao que apresenta o estado de transio no mais alto
ponto na
coordenada de reao chamada etapa determinante da velocidade.
intermedirio
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A termodidmica se relaciona com as propriedades de um sistema em
equilbrio Termodinmica
A concentrao relativa dos produtos e reagentes no equilbrio
depende
de suas estabilidades relativas: quanto mais estvel a substncia,
maior
sua concentrao no equilbrio.
Reao Exergnica
DG < 0 Reao Endergnica
DG > 0 DG = Gprodutos - G
reagentes
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Parmetros Termodinmicos
Variao da energia livre de Gibbs (DG)
Variao da entalpia (DH): o calor absorvido ou liberado
de uma reao. Tambm uma
medida da energia armazenada
Variao da entropia (DS): uma medida da liberdade de
movimento
DG = DH TDS
DG = -RTlnKeq
DG = Gprodutos - Greagentes
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O DH pode ser calculado utilizando valores tabelados
de entalpia de ligao (entalpia de Dissociao de ligao) DH
DH = (energy of the bonds being broken) - (energy of the bonds
being formed)
DH =Energia
de dissociao
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A solvatao pode afetar DH e/ou DS, modificando, em ltima
instncia, o valor de DG
Solvatao: interao entre o solvente e as molculas
(ou on) em soluo
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A cintica envolve o estudo das velocidades das reaes Qumicas e
os
fatores que as afetam.
Cintica
A energia livre de ativao DG
DG = DH TDS
Reao Exergnica
DG < 0
Reao Endergnica
DG > 0
Reao rpida Reao lenta
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Velocidade e Constantes de Velocidade
Reao de Primeira Ordem
A B
v = k[A]
A + B C + D
v = k[A][B]
Reao de Segunda Ordem
A + A E
v = k[A]2
nmero de colises
por unidade de tempo
frao com
energia suficiente
frao com
orientao correta x x v =
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A Equao de Arrhenius relaciona a constante de velocidade
de uma reao com a energia de ativao experimental.
k = Ae Ea/RT
Ea = DH + RT
Relao entre as constantes de equilbrio e as constantes de
velocidade
A Bk1
k1
Keq = k1/k1 = [B]/[A]
TR
EAk a
1lnln
k1 [A] = k1 [B]
No equilbrio Avano da reao = reao reversa
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Clorao e Bromao de Alcanos
Alcanos s tm ligaes fortes. Isso devido aos tomos de carbono e
hidrognio nos alcanos terem aproximadamente a mesma
eletronegatividade e os eltrons e nas ligaes C-H e C-C so
igualmente compartilhados pelas ligaes do tomos.
Consequentemente, nenhum dos tomos nos alcanos tem qualquer
mudana significativa, praticamente no possuindo cargas
parciais
positivas ou negativas. Isto significa que no atraem nuclefilos
nem
eletrfilos. Assim, os alcanos so considerados compostos no
reativos e, por essa razo, so bastante utilizados com
solventes.
Exceo: Reaes de Halogenao e combusto:
So compostos de baixssima reatividade, nem mesmo sendo
considerados como grupo funcional por alguns autores
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Mecanismo
A reao ocorre via radicais livres e iniciada por Luz ,
aquecimento
ou iniciadores de reaes radicalares (clivagem homoltica).
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Quando h possibilidades de formao de ismeros, o haleto mais
substitudo formado mais rapidamente.
A principal rezo a estabilidade de radicais (para reaes a Temp.
Ambiente)
Produto majoritrio
