Exercícios

Anexos Questão desafio 20 pontos O que há de errado com estas estruturas químicas Sugira maneiras melhores de representálas e explique porquê Qual a isomeria geométrica da estrutura b a b Esse composto mostra uma ligação peptídica pois há a presença de ligações amida mas há erros significativos na representação Para que essa estrutura represente uma cadeia peptídica corretamente o carbono da carbonila CO deve estar ligado ao nitrogênio da amina formando uma ligação peptídica CN Nessa estrutura há essa ligação mas a maneira como está desenhada não segue a representação mais convencional e clara de uma ligação peptídica Geralmente a ligação entre o nitrogênio e o carbono da carbonila é desenhada de maneira que o oxigênio esteja alinhado com o carbono o que ajuda a deixar claro que é uma ligação peptídica Além disso o nitrogênio de acordo com a regra de valência deve ter três ligações covalentes e um par de elétrons não ligantes Esse par interfere na geometria molecular fazendo com que a posição do nitrogênio não seja linear Embora a estrutura siga a regra de valência 4 ligações para carbono 3 para nitrogênio uma melhor maneira de desenhar esse composto incluiria representar de forma mais clara as ligações os grupos funcionais e a geometria molecular Sobre os erros na representação da molécula é necessário Geometria dos Carbonos com Dupla Ligação ao Oxigênio CO A representação do grupo carbonila CO parece correta em termos de ligações mas a geometria ao redor desse carbono precisa ser plana trigonal planar já que é um átomo de carbono com hibridização sp² Certificarse de que o carbono da carbonila esteja representado com uma geometria trigonal plana Normalmente isso é indicado por ângulos de aproximadamente 120 entre as ligações ao redor do carbono O átomo de carbono que está ligado ao nitrogênio parte de um grupo amina ou amida deve ser representado de forma que respeite sua geometria tetraédrica hibridização sp³ No entanto a forma como os átomos estão representados pode dar a entender que a geometria está incorreta ou seja os ângulos ao redor do carbono podem estar distorcidos Cada átomo de carbono tetravalente forma uma geometria de 120º sp² ou 1095º sp³ dependendo da sua hibridização mas a estrutura mostrada pode estar distorcendo isso Ajustar a orientação das ligações para refletir corretamente a geometria tetraédrica ao redor do carbono ligado ao nitrogênio A forma idealizada seria com ângulos de 1095 representando a geometria real das ligações simples ao redor de um átomo de carbono Essa estrutura apresenta ligações duplas entre carbonos o que sugere que pode haver uma isomeria cistrans também chamada de isomeria geométrica na parte do composto com a ligação dupla Essa isomeria depende da orientação dos grupos substituintes em torno da ligação dupla A isomeria geométrica em uma ligação dupla ocorre porque a rotação em torno da ligação dupla é restringida o que cria duas possíveis disposições espaciais dos grupos ligados a esses carbonos Quando dois átomos de carbono estão ligados por uma ligação dupla os substituintes em cada carbono podem estar em posições diferentes No caso da estrutura b dependendo dos grupos ligados aos carbonos da dupla ligação é possível que tenhamos uma isomeria do tipo cis ou trans Isomeria cis Os substituintes iguais ou semelhantes estão no mesmo lado da ligação dupla Se os grupos mais pesados ou com maior prioridade de acordo com as regras de CahnIngoldPrelog estiverem no mesmo lado da ligação dupla temse a isomeria cis Isomeria trans Os substituintes iguais ou semelhantes estão em lados opostos da ligação dupla Se esses grupos estiverem em lados opostos da ligação dupla temse a isomeria trans A ligação tripla entre carbonos impacta a estrutura da molécula e influencia sua isomeria As ligações triplas entre carbonos têm uma geometria linear Isso significa que os átomos conectados a cada carbono da ligação tripla estarão em uma linha reta Ao contrário das ligações simples CC e duplas CC que permitem alguma flexibilidade na orientação espacial dos grupos ao redor a ligação tripla não permite isomeria geométrica porque o fato de os grupos ligados aos carbonos da ligação tripla estarem em uma linha reta tira a liberdade de rotação ou possibilidade de orientação dos grupos como ocorre com as ligações duplas cistrans Isso significa que os grupos ligados a esses carbonos não têm como se rearranjar em diferentes orientações no espaço A ligação tripla não permite isomeria geométrica Ela torna a geometria da molécula rígida e linear na região onde está localizada Portanto a isomeria geométrica cistrans mencionada anteriormente só pode ocorrer na ligação dupla CC da estrutura b não na ligação tripla Sobre os erros na representação da molécula é necessário Corrigir a geometria da ligação tripla CC A ligação tripla entre os dois carbonos deve ser representada de forma linear com um ângulo de 180 entre os grupos conectados aos carbonos da ligação tripla Qualquer curvatura ou ângulo nesse ponto é incorreto Ajustar a geometria da ligação dupla CC A ligação dupla CC precisa ser ajustada de forma que os substituintes ao redor dela como o grupo hidroxila e o anel aromático estejam representados corretamente evidenciando a isomeria cis ou trans de forma clara Respeitar a geometria molecular geral Para uma representação correta é importante manter a geometria correta ao redor de todas as ligações especialmente onde há hibridização sp ligação tripla e sp2 ligação dupla O erro atual parece derivar de uma tentativa de representar a molécula sem levar em conta essas geometrias obrigatórias