Série isóloga

Antes de falar especificamente da série isóloga, é necessário compreender o que são séries orgânicas e quais são suas características. Essas séries são compreendidas como sequências de compostos orgânicos. Sua composição permite conhecer um pouco mais as propriedades dos compostos de uma maneira geral, e entender as variações entre elas através da comparação de suas características.

Os compostos orgânicos existem em grande número, e acontecem por alguns motivos específicos. O primeiro deles é que muitas substâncias diferentes surgem através das ligações de carbono com outros elementos químicos. Outro motivo é que há variação na ligação das cadeias de carbono, fato que as classifica em dois grupos: saturada ou insaturada.

Uma cadeia saturada possui apenas uma ligação simples, enquanto uma insaturada pode apresentar ligações duplas e ligações triplas. Além de tudo, são muitas as ligações orgânicas. Entre elas estão:

• Aminas
• Amidas
• Álcoois
• Ácidos Carboxílicos
• Aldeídos
• Anidridos
• Cetonas
• Éteres
• Ésteres
• Hidrocarbonetos
• Nitrilas

A classificação dos compostos é feita com base em séries. Todas as séries orgânicas podem ser divididas em três grupos:

• Séries homólogas
• Séries isólogas
• Séries heterólogas

Séries isólogas

Uma série isóloga define um grupo finito de compostos orgânicos que possuem a mesma função orgânica, um número igual de carbonos nas suas cadeias, mas que se diferenciam pela quantidade de grupos H2 que possui. As massas moleculares dos compostos isólogos quase não apresentam diferenças umas das outras. As cadeias da mesma dimensão demonstram que há muita semelhança em suas propriedades físicas, diferentemente do que ocorre com os compostos homólogos, como se verá mais à frente.

Os principais compostos presentes em uma série isóloga são: alcanos, alcenos e alcinos. Os alcinos possuem uma ligação tripla em sua cadeia carbônica, e são chamados de hidrocarbonetos cíclicos. Os alcenos surgem quando se adiciona alcino com moléculas de H2 (hidrogenação). Assim como os alcinos, os alcenos são hidrocarbonetos acíclicos, mas com uma ligação dupla. O processo se repete no surgimento dos alcanos, que são hidrocarbonetos alifáticos de cadeia saturada. Os alcenos são adicionados com moléculas de H2 dando origem ao terceiro elemento.

O fato de haver presença ou não de instauração (que pode ser dupla ou tripla) faz com que as propriedades químicas também difiram entre si. O tipo de instauração não é igual, ou seja, um pode ter uma ligação simples, enquanto outro pode ter ligações duplas, e o outro pode ter triplas ligações. Veja um exemplo de série isóloga:

Etano: H3C — CH3
↓ – H2
Eteno: H2C = CH2
↓ – H2
Etino: HC ≡ CH

Como a estrutura molecular varia de caso para caso, as propriedades químicas dos compostos são muito diferentes um do outro. No entanto, a propriedades físicas apresentam uma grande semelhança, porque as massas moleculares dos compostos isólogos estão muito próximas.

Para exemplificar, peguemos os principais compostos isólogos: alcenos, alcinos e alcanos. Esses três elementos estão muito próximos no que diz respeito às características moleculares. Os três possuem pontos de fusão, densidade e ebulição muito parecidos. Por outro lado, cada composto apresenta uma característica em relação à reatividade. Os alcenos e alcinos não possuem dificuldades em reagir a séries de compostos químicos diversas. Isso já não acontece com os alcanos, que são muito pouco reativos por causa de sua ligação.

As ligações existentes nas estruturas dos compostos influenciam na reatividade que eles apresentam a uma propriedade química diversa. Ligações únicas tendem a reagir mais fortemente do que as duplas e triplas. Essas costumam quebrar-se mais facilmente quando expostas a uma reação química. Isso explica o exemplo citado acima, pois os alcanos possuem uma ligação, o que os torna resistentes às reações, com exceção do processo de combustão. Já os alcinos possuem triplas ligações, enquanto os alcenos, duplas.

Série homóloga e série heteróloga

É dada a denominação de série heteróloga a todo grupo de compostos cujo número de átomos de carbono é o mesmo, e sua função orgânica é diferenciada. As propriedades físicas e químicas desse grupos também possuem muitas diferenças. Veja alguns exemplos de séries heterólogas:

Benzeno (C6H6) e fenol (C6H6O).
Butano (C4H10) e butanol (C4H10O).

Nas séries heterólogas há o mesmo número de átomos de carbono na cadeia principal. A diferença entre eles é que pertencem a funções distintas. Os compostos etano, o etanol e o etanal fazem parte de uma série heteróloga. Eles apresentam dois átomos de carbono, mas cada um deles pertence a uma função orgânica diferente:

• Etano – Hidrocarboneto (alcano).
• Etanol – Álcool.
• Etanal – Aldeído.

Já nas séries homólogas os conjuntos de compostos pertencem à mesma função orgânica, porém apresentam um número de grupos de metileno (CH2) desigual. Os compostos orgânicos que estão na composição das séries são chamados de homólogos. Todo o conjunto de propriedades químicas contidos em um homólogo de uma dada série exibe semelhanças. No entanto, dependendo da massa molecular, as propriedades físicas dos homólogos podem alterar-se. Quando a cadeia carbônica aumenta, o ponto de fusão, densidade e ebulição pode elevar-se progressivamente. O que acontece é uma diminuição do coeficiente de solubilidade em água.