Química

Química orgânica

Essa divisão foi proposta em 1777 pelo químico alemão Torbern Olof Bergman. A química orgânica é um ramo da química que estuda os compostos extraídos dos organismos vivos.

Torbern Olof Bergman
Em 1807, foi formulada a Teoria da Força Vital por Jöns Jacob Berzelius. Ela baseava-se na idéia de que os compostos orgânicos precisavam de uma força maior (a vida) para serem sintetizados.

Jöns Jacob Berzelius
Em 1828, Friedrich Wöhler , discípulo de Berzelius, a partir do cianato de amônio, produziu a uréia; começando, assim, a queda da teoria da força vital. Essa obtenção ficou conhecida como síntese de Wöhler. Após, Pierre Eugene Marcellin Berthelot realizou toda uma série de experiências a partir de 1854 e em 1862 sintetizou o acetileno. Em 1866, Berthelot obteve, por aquecimento, a polimerização do acetileno em benzeno e, assim, é derrubada a Teoria da Força Vital.


Friedrich Wöhler
Percebe-se que a definição de Bergman para a química orgânica não era adequada, então, o químico alemão Friedrich August Kekulé propôs a nova definição aceita atualmente: “Química Orgânica é o ramo da Química que estuda os compostos do carbono”. Essa afirmação está correta, contudo, nem todo composto que contém carbono é orgânico, mas todos os compostos orgânicos contém carbono.


Friedrich August Kekulé
Essa parte da química, além de estudar a estrutura, propriedades, composição, reações e síntese de compostos orgânicos que, por definição, contenham carbono, pode também conter outros elementos como o oxigênio e o hidrogênio. Muitos deles contêm nitrogênio, halogênios e, mais raramente, fósforo e enxofre.
Características
Dentro da química orgânica existem as funções orgânicas (compostos ôrganicos de características químicas e físicas semelhantes). Existem cerca de 12 funções, sendo elas:
Hidrocarbonetos (Alcanos, Alcenos, Alcinos, Alcadienos, Cicloalcanos, Cicloalcenos)
Haletos

Álcoois

Enóis

Fenóis

Ésteres

Aldeídos

Cetonas

Ácido carboxílico

Aminas

Amidas

As razões para que haja muitos compostos orgânicos são:
A capacidade do carbono de formar ligações covalentes com ele mesmo. São solventes dos compostos orgânicos: o éter e o álcool, por exemplo.
O raio atômico relativamente pequeno do Carbono em relação aos outros elementos da família 4A.
Características do Carbono
É capaz de efetuar até 4 ligações sigma (Tetravalente).
Ligações múltiplas.
O caráter da ligação é anfótero (não importa se é metal ou não-metal).
Formar cadeias carbônicas (aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos, diesel, etc).
O Carbono é equivalente
O Carbono pode se movimentar.
Nomenclatura dos compostos orgânicos
Na química orgânica, compostos orgânicos são nomeados de acordo com:
Hidrocarbonetos [apresentam somente carbono e hidrogênio em sua fórmula molecular]:
Prefixo
Nomenclatura dos Alcanos Lineares: nº de Carbonos , Nome:
1 : Metano
2 : Etano
3 : Propano
4 : Butano
5 : Pentano
6 : Hexano
7 : Heptano
8 : Octano
9 : Nonano
10 : Decano
11 : Undecano
12 : Dodecano
13 : Tridecano
14 : Tetradecano
15 : Pentadecano
20 : Eicosano
Intermediário
É indicado pela classificação da cadeia quanto à saturação:
Saturada (an): Aquelas que possuem apenas ligações simples entre os carbonos.
Insaturada: aquelas que possuem 2 ou 3 ligações entre os carbonos. 1 dupla ligação ---> EN 2 duplas ligações ---> DIEN 3 duplas ligações ---> TRIEN 1 tripla ligação ---> IN 2 triplas ligações ---> DIIN 3 triplas ligações ---> TRIIN 1 dupla ligação e uma tripla ligação -> ENIN
Sufixo
HIDROCARBONETOS ---> OÁC. CARBOXÍLICOS --> ácido OICOCETONA ------------> ONAALDEIDO -----------> ALÁLCOOL ------------> OLÉSTER -------------> hidrocarboneto+ATO de ILA
ÉTER --------------> Prefixo do hidrocarboneto menor+oxi+nome do hidrocarboneto maior ex:metoxietano

Exemplo de um composto
CH4 -
1 CARBONO: met +
SATURADA: an +
HIDROCARBONETO: o
ENTÃO: met+an+o ----> METANO
CH3 - CH2 - CH2 - CH3 4 CARBONOS:BUT SATURADA:AN HIDROCARBONETO:O
ENTÃo: but+an+o ----> BUTANO
Famílias de compostos orgânicos
Ver Compostos da química orgânica
Reações em química orgânica.
Substituição
Eliminação
Reação de Wolff-Kischner
Rearanjo de Beckmann
Reação de Diels-Alder (Cicloadição)
Oxidação de Swern
Oxidação de um álcool
Alquilação de Friedel-Crafts
Reação de Pinner
Reações de Wurtz e de Wurtz-Fittig
Reação de Bucherer
Reação de Cannizzaro
Reação de Chugaev
Reação de Claisen
Reação de Etard
Redução de Clemmensen
Reação de Grignard
Condensação aldólica
Fermentação acética

Fonte de pesquisa: Wikipédia

compostos

Os compostos ou moléculas orgânicas são as substâncias químicas que contêm na sua estrutura Carbono e Hidrogênio, e muitas vezes com oxigênio, nitrogênio, enxofre, fósforo, boro, halogênios e outros. Não são moléculas orgânicas os carbetos, os carbonatos e os óxidos de carbono.

As moléculas orgânicas podem ser:
• Moléculas orgánicas naturais: São as sintetizadas pelos seres vivos, denominadas biomoléculas, que são estudadas pela bioquímica.
• Moléculas orgánicas artificiais: São substâncias que não existem na natureza e têm sido fabricadas pelo homem, como os plásticos. A maioria dos compostos orgânicos puros são produzidos artificialmente.
A linha que divide as moléculas orgânicas das inorgânicas tem originado polêmicas e historicamente tem sido arbitrária, porém, geralmente os compostos orgânicos apresentam carbono ligado a hidrogênio, e os compostos inorgânicos não. Deste modo, o ácido carbônico é inorgânico, entretanto, o ácido fórmico, o primeiro ácido carboxílico, é orgânico. O anidrido carbônico e o monóxido de carbono são compostos inorgânicos. Portanto, todas as moléculas orgânicas contêm carbono, porém nem todas as moléculas que tem carbono, são moléculas orgânicas.
A etimologia da palavra "orgânico" significa que procede de "organos", relacionada com a vida, em oposição ao inorgânico que teria o significado de tudo que carece de vida.

Síntese de Wohler
Para os químicos antigos, as substâncias orgânicas eram provenientes de fontes animais ou vegetais, e as substâncias inorgânicas seriam aquelas de procedência mineral. Durante muitos anos acreditava-se que entre a química orgânica e a química inorgância existia uma barreira intransponível. No princípio do século XIX, o químico alemão Friedrich A. Wöhler conseguiu sintetizar a uréia, um produto orgânico, a partir de substâncias inorgânicas (o cianato de amônio), comprovando que tal divisão era totalmente artificial, algo que é completamente evidente na química moderna.
Atualmente, o termo "orgânico" está sendo distorcido e utilizado de forma indevida para se referir a alimentos não industrializados (naturais) ou produtos biodegradáveis. Porém, existem diversos exemplos de produtos orgânicos que não são sequer comestíveis e nem mesmo biodegradáveis.

Isomeria em compostos orgânicos

Considerações PreliminaresIsômeros são compostos totalmente diferentes, com propriedades diferentes, que apresentam a mesma formula molecular. Compostos como o butano e 2-metil-propano possuem a mesma fórmula molecular, C4H10 , porém fórmulas estruturais diferentes.
Isômeros EstruturaisNos isômeros estruturais, há diferenciação na ordem na qual os átomos estão ligados. Especificamente, o butano é um alcano de "cadeia linear", enquanto o 2-metilpropano possui uma cadeia de carbonos ramificada.
Isomeria estrutural é comum entre todos os tipos de compostos orgânicos. Veja os seguintes exemplos:
1. Os três isômeros estruturais do alceno C4H8:

2. Os dois isômeros estruturais do álcool de três carbonos C3H7OH:

3. Os dois isômeros estruturais, éter dimetílico e álcool etílico, ambos com a fórmula molecular C2H6O:

Isômeros GeométricosComo sabemos, há três isômeros estruturais para o alceno C4H8. Você poderá ficar surpreso ao descobrir que existem, na realidade, quatro alcenos diferentes com esta fórmula molecular. O composto "extra" surge devido a um fenômeno denominado isomerismo geométrico. Veja os dois 2-butenos diferentes:

No isômero cis, os dois grupos CH3 (ou os dois átomos H) estão o mais próximo possível um do outro. No isômero trans, os dois grupos idênticos estão o mais afastado possível (em posições contrárias). As duas formas existem porque não há rotação livre em torno da ligação dupla carbono-carbono. A situação, neste caso, é análoga à que ocorre entre isômeros cis-trans de complexos quadrado-planos. Em ambos os casos, a diferença em geometria é responsável pelo isomerismo; os átomos estão ligados entre si do mesmo modo.
Isomerismo geométrico, ou cis-trans é muito comum entre alcenos. De fato, ele ocorre com todos os alcenos, exceto com aqueles nos quais estão ligados dois átomos ou grupos idênticos a um dos carbonos de ligação dupla. Portanto, 2-buteno possui isômeros cis e trans, enquanto isobutileno e 1-buteno não apresentam este isomerismo.
Isomerismo ÓticoO isomerismo ótico ocorre devido à natureza tetraédrica da ligação em torno do átomo de carbono. Ele ocorre quando pelo menos um átomo de carbono na molécula está ligado a quatro grupos ou átomos diferentes. Veja, por exemplo, o derivado do metano, CHClBrI. Como sabemos, há duas formas diferentes desta molécula, que são imagens espelhos uma da outra. As imagens espelhos não são sobreponíveis; isto é, você não pode colocar uma molécula sobre a outra de tal modo que os grupos idênticos se toquem. Neste sentido, os dois isômeros parecem-se com luvas de mão-direita e luvas de mão-esquerda. Isômeros óticos diferenciam-se dos isômeros geométricos pelo fato de que os isômeros geométricos não são imagens de espelho um do outro.

Um átomo de carbono com quatro grupos ou átomos diferentes ligados a ele é denominado um quiral. Esses átomos também são denominados assimétricos. Uma molécula que contenha este carbono apresenta isomerismo ótico. Ela existe sob duas formas diferentes que são imagens especulares não-sobreponíveis. Essas formas são conhecidas como isômeros óticos ou enantiômeros. As moléculas podem conter mais de um carbono quiral, e, neste caso, podem existir mais de dois enantiômeros.
O termo isomerismo ótico é devido ao efeito que os enantiômeros exercem sobre a luz plano-polarizada, com a que é produzida por uma lente Polaróide. Quando essa luz é passada por uma solução que contém um único enantiômero, o plano é desviado de sua posição original. Um isômero o desvia para a direita (sentido dos ponteiros do relógio), e o outro o desvia para a esquerda (sentido anti-horário). Se ambos os isômeros estiverem presentes em quantidades iguais, obtemos o que é conhecido como uma mistura racêmica. Neste caso, as duas rotações cancelam-se e não há efeito na luz plano-polarizada.
Os enantiômeros, de um modo geral, são muito assemelhados em suas propriedades físicas e químicas. Por exemplo, as duas formas do ácido lático possuem o mesmo ponto de fusão (52 ºC), densidade (1,25 g/ml) e constante de dissociação ácida (Ka = 1,4x10-4). Incrível, não acha?


Por outro lado os enantiômeros diferenciam-se freqüentemente em sua atividade
fisiológica. Isto foi descoberto por Louis Pasteur, o pai da bioquímica moderna. Trabalhando com uma mistura de isômeros óticos do ácido lático, ele descobriu que apenas ocorria crescimento de mofo com o enantiômero II. Aparentemente o mofo era incapaz de metabolizar o enantiômero I. Um exemplo mais deste tipo envolve anfetamina, utilizada ilegalmente como "doping". A anfetamina consiste em dois enantiômeros:

O enantiômero I, denominado Dexedrina, é, de longe, o estimulante mais forte. Ele é cerca de quatro vezes mais ativo do que a Benzedrina, a mistura racêmica (igual) dos dois isômeros. Viu só?

ResumindoIsomeria é comum entre moléculas orgânicas. Os isômeros possuem a mesma fórmula molecular, porém diferem em suas estruturas e propriedades. Foram considerados na abordagem de isomeria nos compostos orgânicos dois tipos de isomeria:
- Geométrica: cuja principal diferença entre os isômeros é quanto ao tipo de ligação entre os átomos.
- Ótica: cuja principal diferença entre os isômeros consiste em moléculas não-superponíveis.

Principais Diferenças

Diferenças entre Compostos Orgânicos e Inorgânicos:

1. Composição (C, H, O, N)

2. Número de Compostos

3. Freqüência do Fenômeno de Isomeria e Polimeria

4. Natureza dos Compostos

5. Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

6. Condutividade Elétrica

7. Solubilidade

8. Resistência ao Aquecimento (sem decomposição)9. Inflamabilidade dos Compostos