Quimica parte 1 (Angelo,Mário,Gianluca,Rauel,Icaro,Nadine,Adrielle)

Apresentação

A Química Orgânica é uma divisão da Química que foi proposta em 1777 pelo químico suecoTorbern Olof Bergman. A química orgânica era definida como um ramo químico que estuda os compostos extraídos dos organismos vivos. Em 1807, foi formulada a Teoria da Força Vital por Jöns Jacob Berzelius. Ela baseava-se na ideia de que os compostos orgânicosprecisavam de uma força maior (a vida) para serem sintetizados.

Em 1828, Friedrich Wöhler , discípulo de Berzelius, a partir do aquecimento de cianato de amônio, produziu a ureia; começando, assim, a queda da teoria da força vital. Essa obtenção ficou conhecida como síntese de Wöhler. Após, Pierre Eugene Marcellin Berthelotrealizou toda uma série de experiências a partir de 1854 e em 1862 sintetizou o acetileno. Em 1866, Berthelot obteve, por aquecimento, a polimerização do acetileno em benzeno e, assim, é derrubada a Teoria da Força Vital.

Percebe-se que a definição de Bergman para a química orgânica não era adequada, então, o químico alemão Friedrich August Kekulé propôs a nova definição aceita atualmente:“Química Orgânica é o ramo da Química que estuda os compostos do carbono”. Essa afirmação está correta, contudo, nem todo composto que contém carbono é orgânico, por exemplo o dióxido de carbono, o ácido carbônico, etc, mas todos os compostos orgânicos contém carbono.

tetravalencia

1º postulado: Tetravalência constante. O átomo de carbono é tetravalente, essa propriedade permite que esse elemento estabeleça quatro ligações covalentes, ele tem dois pares eletrônicos disponíveis. Exemplo: 
        H 
        │ 
H ─ C ─ H 
        │ 
        H 
    Metano 

2º postulado: As quatro valências do carbono são iguais. Esse postulado explica por que existe, por exemplo, somente um clorometano. Qualquer que seja a posição do cloro, obtém-se um só composto: H₃CCl. 
       Cl 
        │ 
H ─ C ─ H 
        │
        H 

3º postulado: Encadeamento constante. Átomos de carbono ligam-se diretamente entre si, formando estruturas denominadas cadeias carbônicas. 

Geometria do C

Quando dois ou mais átomos se unem para formar uma molécula, suas eletrosferas entram em contato e o formato de seus orbitais (esféricos ou elípticos) influenciará o formato final da ligação. Só que, neste caso, o formato não é o único fator de influência, já que, ao contrário de nossas esferas e fósforos, as eletrosferas são compostas de elétrons, partículas eletricamente carregadas.

Como os elétrons têm carga negativa, se repelem entre si. Esta repulsão eletrostática influencia de modo definitivo a geometria molecular, ou seja, o formato do agrupamento de átomos que constitui a molécula. Este fator de influência das cargas elétricas negativas dos elétrons na disposição geométrica da molécula é chamado de zonas de repulsão.

Uma zona de repulsão se cria em torno de uma ligação molecular, ou seja, nas vizinhanças dos elétrons compartilhados pelos átomos que formam a molécula.

O efeito das zonas de repulsão tende a formar três disposições geométricas básicas em um molécula apolar (aquela na qual os elétrons não se concentram em pólos): a linear, a triangular plana e a tetraédrica, conforme as três figuras a seguir:

Hibridização

Hibridização, ou hibridação, é o processo de formação de orbitais eletrônicos híbridos. Em alguns átomos, os orbitais dos subníveis atômicos s e p se misturam, dando origem a orbitais híbridos sp, sp² e sp³.

Segundo a teoria das ligações covalentes, uma ligação desse tipo se efetua pela superposição de orbitais semi-preenchidos (com apenas um elétron). A hibridação explica a formação de algumas ligações que seriam impossíveis por aquela teoria, bem como a disposição geométrica de algumas moléculas.

Formas de hibridação

Hibridação sp³

A hibridação sp³ é facilmente explicada pelo carbono. Para o carbono tetraédrico (como no metano, CH₄), deve haver quatro ligações simples. O problema é que a distribuição eletrônica do carbono no estado fundamental é 1s² 2s² 2p_x¹ 2p_y¹, esquematizando:

Distribuição eletrônica do carbono.

(Nota: O orbital 1s tem menos energia que o 2s, que por sua vez tem menos energia que os orbitais 2p)

Dessa forma, o carbono deveria realizar apenas duas ligações, ao que há apenas dois orbitais semipreenchidos. Entretanto, a molécula de metileno (CH₂) é extremamente reativa, não estando equilibrada quimicamente. O primeiro passo para se entender o processo de hibridação, é excitar o átomo de carbono em questão, tendo-se:

Distribuição eletrônica do carbono ativado.

Então, o carbono equilibra os quatro orbitais, dando origem a orbitais de energia intermediária entre 2_s e 2_p, dando origem ao orbitalsp³ (lido s-p-três), assim chamado por ser o resultado da fusão de um orbital s com três orbitais p. Portanto, tem-se:

Distribuição eletrônica do carbono híbrido em sp³

Hibridação sp²

Outras formas de hibridação são explicadas de forma semelhante à sp³ do metano. A hibridação sp² é realizada quando um dos orbitais p não hibrida. Isso acontece em moléculas como a de eteno, na qual há ligação dupla entre carbonos.A fórmula estrutural dessa molécula é algo parecido com a mostrada aqui:

Não são todos os orbitais que hibridam, pois os orbitais híbridos formam apenas ligações σ, Já que as ligações duplas são formadas por ligações pi, é necessário um orbital "puro" para a ligação dupla entre os carbonos, por este motivo A hibridização em sp² permite a dupla ligação. Sua distribuição eletrônica ficará algo como esta abaixo. Temos as ligações tetraédrica, trigonal plana e linear plana respectivamente (109,28)°,120°,180°.