Ligação Metálica e Cadeias Aromáticas


A ligação metálica ocorre entre átomos metálicos. A teoria mais aceita para explicar a ligação metálica é a dos elétrons livres, a qual diz que os elétrons da última ca­mada dos metais, que são fracamente atraídos pelo nú­cleo, saem do átomo metálico, transformando-o em um cátion. Esses elétrons ficam se movimentando livremente entre os cátions metálicos. Existiria então um “mar de elé­trons” ao redor desses cátions. Observe a figura a seguir.

A teoria dos elétrons livres explica o fato de os me­tais serem bons condutores elétricos e térmicos, bem como o caráter direcional da ligação metálica

Ligação Metálica

Propriedades dos compostos metálicos

Os compostos metálicos, de modo geral, apresentam as seguintes características:
•         todos são sólidos à temperatura ambiente, exceto mercúrio, que é líquido;
•         são bons condutores de calor e eletricidade;
•         têm brilho metálico característico quando poli­dos;
•         podem ser dúcteis (fios) e maleáveis (lâminas);
•         têm cor comum – prateada ou acinzentada, exceto ouro (dourado) e cobre (avermelhado);
•         são insolúveis em água, porém solúveis em so­luções ácidas, por reação química.

Mononucleares – apresentam apenas um núcleo aromático.
Polinucleares – apresentam dois (bi) ou mais nú­cleos.

Esse exemplo aborda todos os tópicos de classifica­ção das cadeias abertas. A cadeia apresentada é classifica­da como aberta ou alifática; ramificada, pois apresenta um carbono terciário; insaturada, pois apresenta uma dupla ligação entre carbonos; e heterogênea, pois apre­senta um heteroátomo, o enxofre (S), entre os carbonos.
butano (cadeia aberta – saturada — homogênea – normal)

Cadeias fechadas ou cíclicas

Cadeias aromáticas

Uma cadeia cíclica é aromática quando apresenta anel benzênico. O anel benzênico é uma cadeia homocíclica formada por seis átomos de carbono ligados entre si, conforme a estrutura apresentada a seguir.

Cadeias alicíclicas (não aromáticas)

São as cadeias fechadas não aromáticas, ou seja, que não apresentam duplas e simples ligações alternadas. São classificadas quanto à saturação e à nomenclatura dos elementos do ciclo.

Saturadas

Essa cadeia também pode ser representada por sua figura geométrica semelhante, que, no caso em estudo, é um quadrado. Em cada vértice da figura, devemos contar com um carbono e com os hidrogênios necessários para comple­tar as quatro ligações do carbono. Cada lado do quadra­do é uma ligação simples.

Insaturadas – apresentam uma dupla ligação en­tre os carbonos do ciclo.
H2C = CH2
H2C — CH2

A figura geométrica semelhante para o compos­to do exemplo anterior é heteroátomos. Os mais usados em exercícios são o nitrogênio (N), o oxigênio (O) e o enxofre (S).

Existem ainda as cadeias que podem ser classifica­das como mistas, formadas pela união de uma cadeia aberta e outra fechada. São cadeias que podem ser clas­sificadas como cíclicas ramificadas.

Série homóloga

É o nome dado ao conjunto de compostos perten­centes à mesma função e que diferem entre si pela quan­tidade de grupos CH2.

Série homóloga dos alcanos
CH4, C2H6, C3H8, C4H10, … Fórmula geral: CnH2n + 2

Série homóloga dos alcenos
C2H4, C3H6, C4H8, C5H10, … Fórmula geral: C H.,

Os compostos de uma mesma série homóloga são denominados homólogos.

Série isóloga

É o nome dado ao conjunto de compostos perten­centes à mesma função e que diferem entre si pela quan­tidade de grupos H2.

Funções

Aos grupos de compostos com propriedades quími­cas semelhantes dá-se o nome de função química. Na Química Orgânica existem famílias de compos­tos ou funções, como os hidrocarbonetos, os álcoois, as cetonas etc. Cada uma dessas funções apresenta um gru­po químico do qual dependem as propriedades químicas e físicas de seus compostos. Esse grupo químico é cha­mado de característica da função ou grupo funcional.

As funções ainda podem ser classificadas de acordo com o número de elementos diferentes que as constituem.
•     Binárias – formadas por dois elementos quími­cos diferentes.
• Ternárias – formadas por três elementos quími­cos diferentes.

Note que propino, propeno e propano constituem uma série isóloga, pois diferem entre si apenas por grupos H2. Os compostos de uma mesma série isóloga são cha­mados isólogos.

Série heteróloga

Série heteróloga é o conjunto de compostos perten­centes a funções diferentes e que derivam do mesmo hidrocarboneto, ou seja, apresentam a mesma cadeia carbônica.

Quaternárias – formadas por quatro elementos químicos diferentes.

Séries

Série é o conjunto de compostos que obedecem a um determinado princípio. Em Química Orgânica, há 3 séries: homóloga, isóloga e heteróloga.

Note que a cadeia carbônica é a mesma. Desse modo, os compostos fazem parte de uma série heteróloga. Os compostos de uma mesma série heteróloga são chamados heterólogos.

Nomenclatura lupac

A nomenclatura oficial (sistemática) leva em consi­deração o número de carbonos, os tipos de ligações en­tre eles e a função a que pertencem as substâncias. As­sim, o nome de uma cadeia aberta normal, por exemplo, é constituído de três partes: um prefixo, um nome inter­mediário e um sufixo.

Observação

O prefixo indica o número de átomos de carbo­no presentes na cadeia. O nome intermediário indica o tipo de ligação que ocorre entre os carbonos. O sufixo indica a função a que pertence o com­posto orgânico. O quadro a seguir mostra, resumidamente, as partes básicas da nomenclatura de um composto orgânico.

N9DE CARBONOS

LIGAÇÕES ENTRE CARBONOS

FUNÇÃO

l C -» met-
2C -» et-
3C -» prop-
4C -» but-5
C -> pent-
6C -> hex-
7C -» hept-
8C -> oct-
9C -> non-
10C -> dec-
11C -> undec-

só simples ligações -»-an-
1  dupla ligação —> -en-
2  duplas ligações -» -dien-

1  tripla ligação -> -in-
2  triplas ligações —> -diin-
1 dupla e l tripla ligação -> -enin-

hidrocarboneto —> -o
álcool —> -ol
aldeído —> -ai
cetona —»-ona
ácido carboxílico —> -oiço