Funções orgânicas I: hidrocarbonetos

A Química Orgânica se encarrega de estudar o carbono e seus compostos. Assim, vamos começar a estudar a função orgânica mais simples: os hidrocarbonetos.

O que são os hidrocarbonetos

O elemento de número atômico 6 possui uma capacidade de se unir e formar longas cadeias. Assim, os hidrocarbonetos, ou hidratos de carbono, são aqueles compostos formados apenas por carbono e hidrogênio.

Fórmulas de representação dos compostos

Durante o estudo da Química Orgânica, será comum nos encontrarmos com várias formas de representar o mesmo composto. Vamos ver, agora, quais são elas.

Fórmula estrutural

A fórmula estrutural do hexano mostra todas as suas ligações.

Fórmula condensada

Observando a estrutura do hexano, percebemos que podemos juntar os hidrogênios junto aos carbonos. Assim, a fórmula condensada do hexano é H3C-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3, ou ainda H3C-(CH2)4-CH3, pois o grupo CH2 se repete quatro vezes em sequência.

Fórmula de linhas

É a fórmula mais utilizada. Nessa forma, cada extremidade e vértice possui um carbono que é completado por quatro hidrogênios, quando não houver outros elementos. Fora o carbono e o hidrogênio, os outros elementos devem ser representados.

Cadeias carbônicas

As cadeias carbônicas podem ser classificadas de acordo com diversos critérios: a presença de heteroátomos, de ramificações, de saturações e de fechamento.

Classificação da cadeia carbônica de acordo com a presença de heteroátomo

Um heteroátomo em uma cadeia carbônica é qualquer átomo que não seja o carbono. Assim, se percebemos por exemplo a presença de um oxigênio dentro da cadeia principal, essa cadeia será heterogênea. Se a cadeia principal for composta apenas por carbonos, a cadeia é heterogênea.

Classificação da cadeia carbônica de acordo com a presença de ramificações

Uma cadeia carbônica pode ser linear ou ramificada.

Quando a cadeia for ramificada, precisaremos fazer algo muito importante: achar a cadeia principal. Ela é a cadeia com o maior número de carbonos. Assim, precisamos ver todas as possibilidades, ou seja, em cada "encruzilhada", devemos escolher o cainho com o maior número de carbonos. Acompanhe a determinação da cadeia principal do 2-etil, 3-etil, 4-metil penteno. Quando tivermos ligações duplas ou triplas, elas devem ser incluídas e sempre começaremos com o carbono mais próximo delas. No caso de "empate", o caminho certo será o com mais ramificações.

Classificação da cadeia carbônica de acordo com a presença de saturações

Uma cadeia saturada é aquela que possui apenas ligações simples na cadeia principal, enquanto as cadeias insaturadas possuem ligações duplas ou triplas.

Classificação da cadeia carbônica de acordo com o fechamento

De acordo com o fechamento, uma cadeia pode ser aberta ou fechada. As cadeias abertas são chamadas de acíclicas ou alifáticas. As cadeias fechadas são chamadas de cíclicas. Na presença de um anel de benzeno, dizemos que a cadeia é aromática, e quando o anel está ausente, é chamada de não-aromática ou alicíclica.

Classificação dos carbonos

Em uma cadeia, podemos ter carbonos primários, secundários, terciários e quartenários. Os carbonos primários encontram-se ligados a apenas um carbono. Os carbonos secundários se ligam a dois carbonos, os terciários a três e os quartenários a quatro carbonos.

Nomenclatura

Para estudar os hidrocarbonetos, dividimos eles em subdivisões para estudar o seu estudo e sua nomenclatura. Utilizaremos, a partir de agora, prefixos, infixos e sufixos especiais que serão expostos nas tabelas abaixo.

Os prefixos indicam o número de carbonos presentes na cadeia principal.

Os infixos indicam o tipo de ligação realizada.

Os sufixos indicam a função química a qual o composto pertence.

Nomenclatura de cadeias não ramificadas.

Alcanos (ou parafinas): são aqueles hidrocarbonetos de cadeia aberta e ligações simples.

Nomenclatura: prefixo + an + o

Alcenos (ou alquenos ou olefinas): são aqueles hidrocarbonetos de cadeia aberta e uma ligação dupla.

Nomenclatura: prefixo + en + o

Alcadienos (ou dienos): são aqueles hidrocarbonetos de cadeia aberta que apresenta duas ligações duplas.

Nomenclatura: prefixo + dieno

Alcinos (ou alquinos): são aqueles hidrocarbonetos de cadeia aberta e que possuem uma ligação tripla.

Nomenclatura: prefixo + in + o

Ciclanos: são compostos de cadeia fechada e ligações simples.

Nomenclatura: ciclo + prefixo + an + o

Ciclenos: são compostos de cadeia fechada e uma ligação dupla.

Nomenclatura: ciclo + prefixo + en + o

Aromáticos: contêm um anel de benzeno.

Nomenclatura: prefixo + benzeno

Nomenclatura de compostos de cadeias ramificadas

Para descobrir o nome de compostos ramificados, é necessário seguir algumas regras. Vamos focar na nomenclatura de cadeias ramificas para alcanos, alcenos e alcinos. A regra é basicamente a mesma, entretanto, para os alcenos e alcinos, as ligações dupla e tripla não só devem fazer parte da cadeia principal, como também terem prioridade na hora da contagem.

Como nomear hidrocarbonetos de cadeia ramificada:

Passo 1: identificar a cadeia principal.

Passo 2: nomear a cadeia principal.