Aula de Química - Cadeias Carbônicas - Petrobrás.
Cadeia carbônica é toda estrutura formada por átomos de carbono ligados entre si. Os elementos mais comuns nas cadeias carbônicas são:
Carbono: é tetravalente e efetua sempre quatro ligações, que são representadas por traços ao seu redor. Apesar de poder fazer até quatro ligações, com um mesmo átomo ele pode efetuar somente três.
Hidrogênio: é monovalente e efetua somente uma ligação, que é representada por um traço.
Oxigênio: é divalente e efetua duas ligações, que são representadas por dois traços. Pode se ligar a dois átomos ao mesmo tempo ou efetuar suas duas ligações com o mesmo átomo.
Nitrogênio: é trivalente e efetua três ligações, que são representadas por três traços. Pode se ligar a dois ou três átomos ao mesmo tempo, ou ainda, efetuar suas três ligações com o mesmo átomo.
As cadeias orgânicas podem ser representadas de maneira simplificada. Neste tipo representação, os traços das ligações com os átomos de hidrogênio são omitidas. Os átomos de carbono das cadeias podem ser classificados de acordo com o número de outros carbonos a que se encontrem ligados.
Para este tipo de classificação não se considera se a ligação entre os carbonos é simples, dupla ou tripla, somente o número de carbonos a que se encontra ligado.
As cadeias orgânicas podem ser divididas em três grupos:
Estes tipos de cadeias podem ainda acumular outras classificações:
Na cadeia saturada ocorrem somente ligações simples entre os átomos de carbono. Na cadeia insaturada ocorre dupla e/ou tripla ligação entre átomos de carbono. É bom lembrar que quando ocorre ligação dupla ou tripla entre carbono e outro elemento, esta não é considerada para classificar a cadeia como insaturada.
Na cadeia normal não ocorrem "ramos" ou "galhos", os carbonos são todos primários e secundários. A cadeia tem um só eixo. Na cadeia ramificada ocorrem os "ramos" ou "galhos", deve ocorrer pelo menos um carbono terciário ou quaternário.
A cadeia tem pelos menos dois eixos. Nas posições em que ocorrem carbonos terciário (C) ou quaternário (C) a cadeia tem dois eixos, o que a caracteriza como ramificada. A cadeia é não ramificada quando ela não possui carbono terciário ou quaternário e poderia ser escrita em um só eixo (linear).
Na cadeia homogênea a sequência de carbonos ocorre sem interrupção de um átomo diferente. Na cadeia heterogênea existe um átomo diferente do de carbono que interrompe a seqüência de carbonos. Para funcionar como heteroátomo, este deve ser, no mínimo, divalente.
Átomo diferente do de carbono no final da seqüência de carbonos não é heteroátomo. Cadeia homogênea e cíclica é dita homocíclica. Cadeia heterogênea e cíclica é dita heterocíclica.
A estrutura do benzeno (C6H6) é extremamente importante em química orgânica. É um ciclo de seis carbonos contendo três duplas ligações intercaladas. Pode aparecer de duas formas. O círculo no interior do hexágono indica que as duplas ligações encontram-se em constante movimentação.
A cadeia aromática possui o benzeno na sua estrutura. Quando a estrutura possui mais de um núcleo de benzeno, ela é chamada de polinuclear. Se dois átomos de carbono participam simultaneamente dos dois anéis, a estrutura é chamada de polinuclear condensada.
Quando não há nenhum átomo de carbono em comum entre os núcleos, a estrutura é chamada de polinuclear de núcleos isolados. A alicíclica é qualquer cadeia cíclica que não apresente o benzeno na sua estrutura.
Carbono: é tetravalente e efetua sempre quatro ligações, que são representadas por traços ao seu redor. Apesar de poder fazer até quatro ligações, com um mesmo átomo ele pode efetuar somente três.
Hidrogênio: é monovalente e efetua somente uma ligação, que é representada por um traço.
Oxigênio: é divalente e efetua duas ligações, que são representadas por dois traços. Pode se ligar a dois átomos ao mesmo tempo ou efetuar suas duas ligações com o mesmo átomo.
Nitrogênio: é trivalente e efetua três ligações, que são representadas por três traços. Pode se ligar a dois ou três átomos ao mesmo tempo, ou ainda, efetuar suas três ligações com o mesmo átomo.
As cadeias orgânicas podem ser representadas de maneira simplificada. Neste tipo representação, os traços das ligações com os átomos de hidrogênio são omitidas. Os átomos de carbono das cadeias podem ser classificados de acordo com o número de outros carbonos a que se encontrem ligados.
- Carbono primário: ligado a somente um outro átomo de carbono.
- Carbono secundário: ligado a dois outros átomos de carbono.
- Carbono terciário: ligado a três outros átomos de carbono.
- Carbono quaternário: ligado a quatro outros átomos de carbono.
Para este tipo de classificação não se considera se a ligação entre os carbonos é simples, dupla ou tripla, somente o número de carbonos a que se encontra ligado.
- C carbono primário
- C carbono secundário
- C carbono terciário
- C carbono quaternário
As cadeias orgânicas podem ser divididas em três grupos:
- abertas, acíclicas ou alifáticas: a cadeia não se fecha em nenhum ponto
H3C - CH2 - CH2 - CH3
- fechadas ou cíclicas: a cadeia se fecha, formando uma figura geométrica.
- mistas: presença de cadeia fechada e pelo menos um carbono fora do anel
Estes tipos de cadeias podem ainda acumular outras classificações:
Cadeia saturada / insaturada
Na cadeia saturada ocorrem somente ligações simples entre os átomos de carbono. Na cadeia insaturada ocorre dupla e/ou tripla ligação entre átomos de carbono. É bom lembrar que quando ocorre ligação dupla ou tripla entre carbono e outro elemento, esta não é considerada para classificar a cadeia como insaturada.
Cadeia normal / ramificada
Na cadeia normal não ocorrem "ramos" ou "galhos", os carbonos são todos primários e secundários. A cadeia tem um só eixo. Na cadeia ramificada ocorrem os "ramos" ou "galhos", deve ocorrer pelo menos um carbono terciário ou quaternário.
A cadeia tem pelos menos dois eixos. Nas posições em que ocorrem carbonos terciário (C) ou quaternário (C) a cadeia tem dois eixos, o que a caracteriza como ramificada. A cadeia é não ramificada quando ela não possui carbono terciário ou quaternário e poderia ser escrita em um só eixo (linear).
Cadeia homogênea / heterogênea
Na cadeia homogênea a sequência de carbonos ocorre sem interrupção de um átomo diferente. Na cadeia heterogênea existe um átomo diferente do de carbono que interrompe a seqüência de carbonos. Para funcionar como heteroátomo, este deve ser, no mínimo, divalente.
Átomo diferente do de carbono no final da seqüência de carbonos não é heteroátomo. Cadeia homogênea e cíclica é dita homocíclica. Cadeia heterogênea e cíclica é dita heterocíclica.
Presença ou não do benzeno
A estrutura do benzeno (C6H6) é extremamente importante em química orgânica. É um ciclo de seis carbonos contendo três duplas ligações intercaladas. Pode aparecer de duas formas. O círculo no interior do hexágono indica que as duplas ligações encontram-se em constante movimentação.
A cadeia aromática possui o benzeno na sua estrutura. Quando a estrutura possui mais de um núcleo de benzeno, ela é chamada de polinuclear. Se dois átomos de carbono participam simultaneamente dos dois anéis, a estrutura é chamada de polinuclear condensada.
Quando não há nenhum átomo de carbono em comum entre os núcleos, a estrutura é chamada de polinuclear de núcleos isolados. A alicíclica é qualquer cadeia cíclica que não apresente o benzeno na sua estrutura.
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