Abaixo estão 3 ácidos carboxílicos e seus respectivos valores de pKa. A partir destes dados, faça uma correlação entre a hibridação do carbono, efeitos estereoeletrônicos e a acidez dos três compostos.
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado fala de três ácidos carboxílicos com diferentes hibridações no carbono “vizinho” ao –COOH e seus pKa:
-
(carbono ), -
(carbono ), -
(carbono ),
Conteúdo: efeitos estereoeletrônicos (indutivo e ressonância) e hibridação.
O que vamos precisar:
O que vamos precisar:
- Saber o que é hibridação e como ela afeta eletronegatividade.
- Entender o efeito indutivo (–I) e efeito ressonância (mesmo que parcial).
- Relacionar tudo pra justificar por que cada ácido fica mais ou menos forte.
Passo 2
Teoria da hibridação e eletronegatividade
- Quanto mais “s” um orbital tiver, mais eletronegativo o carbono fica.
-
tem 25% de caráter s -
tem 33% de caráter s -
tem 50% de caráter s
-
Logo,
.
Isso significa que um carbono puxa mais densidade eletrônica do grupo –COO⁻ (conjugado), estabilizando melhor a carga negativa.
Isso significa que um carbono
Passo 3
Efeito indutivo (–I)
- Grupos que puxam elétrons pela cadeia σ (como um C mais eletronegativo) estabilizam a base conjugada (–COO⁻).
- O carbono
ao lado do –COOH aplica um efeito –I mais forte que o , que por sua vez é mais forte que o . - Quanto mais forte o efeito –I, menor a densidade eletrônica no oxigênio carregado, mais estável (e mais ácido).
Passo 4
Efeito ressonância (para o caso
)
- No ácido acrílico,
, além do indutivo, existe ligeira conjugação entre a dupla ligação e o grupo carboxilato. - Essa ressonância adicional estabiliza a carga negativa no –COO⁻, baixando o
de 4.88 (acético) para 4.25 (acrílico).
Passo 5
Juntando tudo:
-
: carbono , menor , só efeito +I fraco → (o mais fraco) -
: carbono , maior , efeito –I + leve ressonância → -
: carbono , maior , efeito –I forte, quase sem +I → (o mais forte)
Resposta
A acidez cresce na ordem:
Isso acontece porque a hibridação mais rica em caráter s no carbono vizinho ao –COOH aumenta a eletronegatividade e o efeito indutivo estabilizador (com um bônus de ressonância no caso do