Os Compostos Orgnicos:

Os Alcanos

AlcanosCnH2n+2

Alcanos

CnH2n+2

Srie homloga: cada composto difere do anterior ou do seguinte por uma unidade -CH2-

NOME DO ALCANO: prefixo + ano

C1 Met Metano C6 Hex Hexano

C2 Et Etano C7 Hept Heptano

C3 Prop Propano C8 Oct Octano

C4 But Butano C9 Non Nonano

C5 pent pentano C10 Dec Decano

Regras de Nomenclatura

1. Identificar a cadeia principal: a que tiver maior nmero de tomos de

carbono

2. Numerar os carbonos da cadeia principal de modo que os

substituintes estejam nos carbonos com os nmeros mais baixos.

C1 Metilo, metil C6 Hexilo, hexil

C2 Etilo, etil C7 Heptilo, heptil

C3 Propilo, propil C8 Octilo, octil

C4 Butilo, butil C9 Nonilo, nonil

C5 Pentilo, pentil C10 Decilo, decil

substituintes

3. Colocar os substituintes por ordem alfabtica.

--Se houver mais do que um igual, utilizam-se os prefixos di-,

tri-, tetra-, etc. (no considerados para a ordem alfabtica)

--podem tambm utilizar-se os prefixos: iso, neo, sec e terc

4. Compor o nome: 1 os substituintes por ordem alfabtica

precedidos do nmero do carbono onde se encontram e depois o

nome da cadeia principal.

5. Quando h mais do que 2 substituintes e numerando das duas

extremidades d o mesmo 1 nmero, considera-se a numerao

que der ao 2 substituinte o nmero mais baixo.

6. Se houver 2 cadeias com o mesmo nmero de tomos como

possveis principais, escolhe-se a que tiver maior nmero de

substituintes.

CHH3C

CH3CH

CH2CH3

CH2 CH2 CH

CH3CH3

Ismeros Constitucionais (Estruturais)

CH3

C

H

CH3H3CCH3CH2CH2CH3(a)

(b)

A partir de C4: possibilidade de estruturas ramificadas.

ismeros constitucionais: molculas com a mesma frmula molecular

mas que possuem os tomos ligados entre si segundo ordens distintas.

O aumento do nmero de tomos da cadeia carbonada implica um

aumento do nmero de ismeros constitucionais:

C4: 2 C7: 9

C5: 3 C8: 18

C6: 5 C10: 75

Pentano:

n-pentano iso-pentano

Hexano:

neo-pentano

CH3CH2CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH2CH3

CH3

CH3CH2CHCH2CH3

CH3

CH3CHCHCH3 CH3CCH2CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

iso-hexanon-hexano

neo-hexano

Tipos de carbonos

primrios um carbono que s est ligado a 1 carbono

secundrios um carbono que est ligado est ligado a mais

2 carbonos

tercirios um carbono que est ligado est ligado a mais 3

carbonos

quaternrio um carbono que est ligado est ligado a mais 4

carbonos

Propriedades Fsicas dos Alcanos

---numa srie homloga: pontos de fuso e ebulio aumentam com o

comprimento da cadeia carbonada

---em ismeros constitucionais: quanto maior a superfcie de contacto

(quanto mais linear for a molcula) maior o ponto de fuso ou ebulio

---Foras intermoleculares do tipo van der Waals

---Compostos apolares solveis em solventes apolares e insolveis em gua.

Anlise Conformacional

Ismeros conformacionais: arranjos espaciais diferentes dos tomos ou

grupos numa molcula como consequncia de rotaes em torno de uma

ligao simples.

-- confrmeros ou rotmeros:H

H H

H

H H

H

H HH

HH

(a)

(b)

HHH

HHH

HH

HH

HH

6 7

8 9

Representaes em Perspectiva ou Cavalete

Projeces de Newman

Anlise conformacional do etano

Anlise conformacional do butano

Ciclo-Alcanos CnH2n

Nomenclatura:

1. O mesmo nome do composto linear correspondente, precedido de ciclo.

ciclopropano ciclobutano ciclopentano ciclo-hexano

2. Quando o ciclo tem substituintes, colocam-se por ordem alfabtica antes

do nome usando a numerao que der o nmero mais baixo aos

substituintes. Com apenas um substituinte, no h nmero.

metilciclo-hexano 1,3-dimetilciclo-hexano

Compostos Cclicos

Calor de Combusto(Kcal/CH2)

Tenso Total

ngulo do Polgono Planar

Regular

alcano aliftico 157,4 -- 109,5ciclopropano 166,6 27,6 60ciclobutano 164,0 26,3 90ciclopentano 158,7 6,5 108ciclo-hexano 157,4 0,0 120ciclo-heptano 158,3 6,4 128ciclo-octano 158,6 9,6 135

planaridade da maioria dos ciclos implicaria um grande desvio do ngulotetradrico ideal de 109,5 dos compostos alicclicos e tenso angularelevada.

A anlise dos calores de combusto permitiu relacionar a estabilidade dosciclos do tipo CnH2n

Compostos Cclicos

Os ciclos no so planares: torcem e dobram de modo a minimizar trs tipos de tenso:

Tenso angular maior energia devido ao desvio do ngulo ideal de 109,5

Tenso torcional repulso entre electres ligantes quando esto muito prximos

Tenso estrea tomos ou grupos de tomos muito prximos no espao

Ciclopropano

Ciclobutano

Ciclopentano

H H

H

HH

H

H

H

H

H

H

H

HH

H

HH

H

H

H

Ciclo-hexano

Ciclo-hexanos monossubstitudos

R Relao

equatorial/axial

E (kcal/mol)

metilo 95/5 1,8

t-butilo >99,9/0,1 5,4

isopropilo 97/3 2,2

fluor 60/40 0,24

Ciclo-hexanos dissubstitudos

Isomeria cis/trans (do latim, deste lado e do outro lado, respectivamente)

Compostos que possuem os mesmos tomos ligados entre si mas com um arranjo espacial diferente: ismeros geomtricos

isomeria cis/trans existe compostos cclicos que possuem dois substituintes:

isomeria cis, do mesmo lado do plano definido pelo ciclo

isomeria trans, de lados opostos do plano definido pelo ciclo

As Reaces dos Alcanos:

Combusto

Halogenao

Reactividade dos Alcanos

Os alcanos reagem com oxignio e com halognios:

COMBUSTO E HALOGENAO

Calor de combustoContedo energtico da molcula

D indicao sobre a estabilidade da molcula: quanto menos energia libertar,

mais estvel

---Calor de combusto numa srie homloga

---Calor de combusto em ismeros constitucionais

COMBUSTO

(OXIDAO)

OXIDAO PARCIAL

Halogenao: Monoclorao do Metano

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl + 25 kcal/molIniciao:

2 passos de propagao:

terminao:

H =+58 kcal/mol

H =+2 kcal/mol

H =27 kcal/mol

H =25 kcal/mol

Halogenao: Monoclorao do Metano

CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl + 25 kcal/mol

propagao

terminao

Monoclorao do Propano

CH3CH2CH3 + Cl2 CH3CH2CH2Cl + CH3CH(Cl)CH3

Di-, tri-, e tetraclorao do Metano

CH4 + Cl2 CH3Cl + CH2Cl2 + + CHCl3 + Cl4

a predominncia de produtos

policlorados depende da quantidade

de cloro presente

partida so possveis

dois produtos de

monoclorao

Monoclorao do Propano

CH3CH2CH3 + Cl2 CH3CH2CH2Cl + CH3CH(Cl)CH3

Estabilidade relativa dos radicais: Tercirios >> secundrios >primrios > metilo

Estabilidade de Radicais

Monoclorao do Propano

CH3CH2CH3 + Cl2 CH3CH2CH2Cl + CH3CH(Cl)CH3

Monobromao do Propano

CH3CH2CH3 + Br2 CH3CH(Br)CH3

Diferena entre a clorao e a bromaoPostulado de Hammond:

--A estrutura e energia de um estado de transio so semelhantes aos da

espcie estvel mais prxima. Estados de transio para passos endotrmicos

so semelhantes em aos produtos e para passos exotrmicos so semelhantes

aos reagentes.

Bromao:

Endotrmica

Estado de transio prximo

dos produtos

EA muito diferente

Processo selectivo

Clorao:

Exotrmica

Estado de transio prximo

dos reagentes

EA muito semelhante

Processo no selectivo

Outras Halogenaes do Metano