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102 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 9. (UFRGS-RS) O hidrocarboneto que apresenta todos os átomos de carbono com orientação espacial tetraé- drica é o: a) H2C l CH2 b) c) HC m CH d) H2C l C l CH2 e) H3C CH CH3 CH3 10. Qual dos compostos não contém carbono linear? a) propino d) ácido acético b) acetonitrila e) acetileno c) benzonitrila 11. Determine o composto que só apresenta carbonos com geometria trigonal plana. a) etano c) benzeno e) acetaldeído b) etino d) propeno 12. (UEPB) Foram os químicos van’t Hoff e Le Bel os primeiros cientistas a estudarem as geometrias reais do carbono e mostrarem como estes átomos estariam dispostos no espaço. Outros cientistas como Planck, Einstein, Rutherford e Bohr contribuíram efetiva- mente na elaboração de novos conceitos no campo das estruturas atômicas e moleculares. Analise a estrutura do composto a seguir: C C H CCCH C H H H H H H H H CH2 CH3 C H CH2 CH3 C H CH2 CH3 C H CH2 CH3 C H polipropileno (um polímero, ou macromolécula, ou seja, uma molécula muito grande) Exercícios adicionais Seu (sua) professor(a) indicará o melhor momento para realizar os exercícios deste bloco. Resolva em seu caderno Com relação à geometria de cada carbono, podemos afirmar que na substância acima existem: a) 4 carbonos trigonais e 2 carbonos tetraédricos. b) 2 carbonos trigonais e 4 tetraédricos. c) 2 carbonos trigonais, 2 carbonos tetraédricos e 2 carbonos lineares. d) 3 carbonos trigonais, 2 carbonos tetraédricos e 1 carbono linear. e) 1 carbono trigonal, 1 carbono tetraédrico e 4 car- bonos lineares. 13. Qual das moléculas é linear, ou seja, em qual delas todos os núcleos atômicos estão em uma mesma linha reta? a) etano c) acetona e) metano b) etileno d) acetileno 14. Determine a molécula em que todos os núcleos dos átomos estão no mesmo plano: a) benzeno d) metilamina b) metanol e) éter dietílico c) ácido acético 15. Determine a substância cujas moléculas não são lineares: a) buta-1,3-diino d) CO2 b) CH2O e) HCN c) C2H2 16. O polipropileno é um plástico usado para fabricar, por exemplo, próteses médicas, para-choques de automóvel, copos descartáveis e tapetes plásticos. Sua estereoquímica pode ser indicada da seguinte maneira: Explique o significado da representação usada na ligação com os: a) grupos CH3; b) átomos de hidrogênio ligados aos carbonos terciários. 17. Qual das seguintes representações é a melhor para indi- car a estereoquímica da molécula de tetracloreto de carbono? a) CC, C, C, C, d) C C, C, C, C, b) CC,4 e) C C, C, C, C, c) C C, C, C, C, 18. Aplique a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência para determinar a geometria do átomo de oxigênio em um: a) álcool; c) éter. b) fenol; 19. Aplique a teoria da repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência para determinar a geometria do átomo de nitrogênio em uma: a) amina primária; c) amina terciária. b) amina secundária; Capítulo 3 Ligações intermoleculares na Química Orgânica 103 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 4 Polaridade de ligações 4.1 Reveja o conceito de eletronegatividade Átomos dos diversos elementos químicos apresentam diferentes tendências para atrair elétrons. Denominase eletronegatividade a tendência que o átomo de um determinado elemento apresenta para atrair elétrons, num contexto em que se acha ligado a outro(s) átomo(s). Embora essa atração se dê sobre todo o ambiente eletrônico que circunda o núcleo do átomo, é de particular interesse a atração que ele exerce sobre os elétrons envolvidos na ligação química. Há várias décadas os químicos se preocupam em estabelecer escalas numéricas para expressar a eletronegatividade. Entre as muitas escalas existentes, a mais conhecida é a que foi elaborada pelo químico estadunidense Linus Pauling, que aparece na tabela a seguir: H 2,1 Li1,0Na1,0 K 0,9 Rb0,9Cs0,8Fr0,8 Be1,5 Mg1,2 Ca1,0Sr1,0Ba1,0Ra1,0 Sc1,3 Y 1,2 La1,1Ac1,1 Ti1,4 Zr1,3Hf1,3 V 1,5Nb1,5 Ta1,4 Cr1,6Mo1,6 W 1,5 Mn1,6Tc1,7Re1,7 Fe1,7Ru1,8Os1,9 Co1,7Rh1,8Ir1,9 Ni1,8Pd1,8Pt1,8 Cu1,8 Ag1,6Au1,9 Zn1,6Cd1,6Hg1,7 B 2,0 A,1,5Ga1,7 In1,6T,1,6 C 2,5 Si1,8Ge1,9 Sn1,8 Pb1,7 N 3,0 P 2,1As2,1 Sb1,9 Bi1,8 O 3,5 S 2,5 Se2,4 Te2,1 Po1,9 F 4,0 C,3,0 Br2,8 I2,5 At2,1 1 (1A) 2 (2A) 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3A) 14 (4A) 15 (5A) 16 (6A) 17 (7A) … e de baixo para cima, em um grupo. De modo geral, a eletronegatividade aumenta ao longo de um período… O flúor é o elemento de maior eletronegatividade. <1,0 1,0–1,4 Legenda: 1,5–1,9 2,0–2,4 2,5–2,9 3,0–3,4 4,0 m Esses valores são fundamentalmente os propostos por Pauling, com algumas correções mais recentes. Fonte: MOORE, J. W. et al. Chemistry: The Molecular Science. 2. ed. Belmont: ThomsonBrooks/Cole, 2005. p. 355. A partir desses valores podemos construir uma fila com alguns dos elementos que aparecem frequentemente no estudo da Química: F O N ≈ C, Br I ≈ S ≈ C P ≈ H metais Sentido crescente de eletronegatividade a d il s o n s e c c o 104 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt . 1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 4.2 Ligações polares e ligações apolares Considere uma molécula de HF. O par de elétrons compartilhado não é atraí do igual- mente por ambos os átomos, uma vez que o flúor é mais eletronegativo que o hidrogênio. Embora o par de elé trons este ja sendo com par ti lha do, ele se encon tra mais des lo ca do no sen ti do do flúor. Dizemos que no flúor apa re ce uma carga par cial nega ti va (sim bo li za da por δ) e no hidro gê nio uma carga par cial posi ti va (sim bo li za da por δ). A liga ção entre H e F é cha ma da de liga ção cova len te polar, pois nela existem dois polos elétricos, um negativo e outro positivo. Uma ligação covalente será polar sempre que os dois átomos que estabelecem essa ligação covalente possuírem diferentes eletronegatividades. Considere, agora, o caso da molécula de H2. Como ambos os átomos nela presentes possuem a mesma eletronegatividade, não há polarização da ligação e dizemos que se trata de uma ligação covalente apolar. (covalente apolar)C zeroC (covalente polar)Br 3,0 2,8 0,2C (covalente polar)I 3,0 2,5 0,5C (covalente polar)H 3,0 2,1 0,9C (iônica)K 3,0 0,9 2,1C liga ção c ova len te apolar H k H liga ção c ova len te p olar H k F δ δ Átomos com diferentes eletronegatividades Átomos com eletronegatividades iguais se estabelece entre se estabelece entre pode ser Ligação covalente Polar Apolar 4.3 Ligação iônica versus ligação covalente Considere as ligações esquematizadas ao lado, cada qual acompanhada do respectivo valor de diferença (∆) entre as eletronegatividades de ambos os átomos, calculada usando os dados que aparecem na página anterior. Como você pode perceber, à medida que a diferença de eletrone ga ti vi dade aumenta, os elétrons passam a ser cada vez mais predominantemente atraí dos por um dos átomos. Assim, a ligação iônica pode ser encarada como um caso extremo da liga- ção covalente polar, onde a diferença de eletronegatividade é tão grande que o elétron é transferido de um átomo para outro em vez de ser compartilhado por ambos. A fronteira entre a ligação covalente e a iônica não é algo extremamente claro e bem definido. De modo geral, pode-se considerar que valores de ∆ acima de 2 indicam ligação com forte caráter iônico. E valores abaixo de 1,5 indicam ligação com caráter predominantemente covalente. Alguns autores utilizam a palavra eletropositividade para se referir ao oposto da eletro- negatividade. Assim, podemosdizer que ter alta eletronegatividade significa ter baixa eletropositividade, e vice-versa.