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Química Orgânica - Apostila
Autor: Material Gerado
Nível: Graduação em Engenharia
Sumário
1. Introdução à Química Orgânica
2. Ligações Químicas e Hibridização
3. Nomenclatura IUPAC de Compostos Orgânicos
4. Isomeria em Química Orgânica
5. Principais Funções Orgânicas
6. Reações Orgânicas Fundamentais
7. Mecanismos de Reação
8. Macromoléculas e Biopolímeros
9. Exemplos Resolvidos
10. Exercícios Propostos e Gabarito
Introdução à Química Orgânica
A Química Orgânica é o ramo da química que estuda os compostos de carbono. Ela é fundamental para a
compreensão de materiais, fármacos, combustíveis, polímeros e processos biológicos. O carbono é
capaz de
formar quatro ligações covalentes, permitindo cadeias longas, ramificadas e estruturas complexas.
Ligações Químicas e Hibridização
Os orbitais do carbono podem se combinar formando diferentes hibridizações: sp3 (ligações simples,
geometria
tetraédrica), sp2 (ligações duplas, geometria trigonal plana) e sp (ligações triplas, geometria linear). Essa
versatilidade explica a enorme diversidade de compostos orgânicos.
Nomenclatura IUPAC de Compostos Orgânicos
A nomenclatura segue regras internacionais: prefixo (número de carbonos), infixo (tipo de ligação), sufixo
(função orgânica). Exemplos: metano (CH4), eteno (C2H4), etino (C2H2). Cadeias podem ser ramificadas
e conter
substituintes como metil, etil, cloro, nitro etc.
Isomeria em Química Orgânica
A isomeria ocorre quando diferentes compostos possuem a mesma fórmula molecular. Pode ser
estrutural
(diferença na conectividade dos átomos) ou estereoisomeria (diferença espacial). Isomeria geométrica
cis/trans
ocorre em alcenos; a isomeria óptica envolve centros quirais.
Principais Funções Orgânicas
Entre as funções mais importantes temos: alcanos, alcenos, alcinos, aromáticos, álcoois, fenóis, aldeídos,
cetonas, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas e amidas. Cada função possui propriedades químicas
características e reações específicas.
Reações Orgânicas Fundamentais
As reações orgânicas podem ser classificadas em: adição (típicas de alcenos e alcinos), substituição
(comuns
em alcanos e aromáticos), eliminação (geração de alcenos a partir de álcoois ou haletos) e
oxidação/redução
(transformações envolvendo ganho ou perda de elétrons).
Mecanismos de Reação
A compreensão dos mecanismos envolve análise de intermediários reativos: carbocátions, radicais livres,
carbanions. As reações podem ser classificadas como nucleofílicas (quando um nucleófilo ataca um
centro
positivo) ou eletrófilas (quando um eletrófilo ataca um centro rico em elétrons).
Macromoléculas e Biopolímeros
Polímeros sintéticos como polietileno, PVC e PET são essenciais para a indústria. Biopolímeros como
proteínas
(formadas por aminoácidos), lipídios e carboidratos desempenham funções vitais em organismos vivos. A
química
orgânica conecta-se diretamente com a bioquímica e ciência dos materiais.
Exemplos Resolvidos
Exemplo 1: Nomear CH3-CH2-CH=CH2. Resposta: but-1-eno. Exemplo 2: Identificar o produto da reação
de
hidratação do eteno. Resposta: etanol, via adição de H2O ao alceno. Exemplo 3: Cálculo de massa molar
do ácido
acético (CH3COOH): (12*2 + 1*4 + 16*2) = 60 g/mol.
Exercícios Propostos e Gabarito
Exercícios: 1) Nomear C2H6, C3H8 e C4H10; 2) Diferenciar isomeria estrutural de geométrica; 3)
Escrever reação
de combustão completa do etanol; 4) Classificar a reação de cloração do metano; 5) Calcular a massa
molar do
benzeno (C6H6). Gabarito: 1) Etano, Propano, Butano; 2) Estrutural: conectividade; Geométrica: arranjo
espacial; 3) C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O; 4) Substituição radicalar; 5) 78 g/mol.