Os anéis abaixo estão conectados por uma dupla ligação que sofre isomerização cis-trans mais rapidamente do que uma ligação de um típico alceno. Forneça a explicação.

Passo 1

Beleza, manda ver: a questão diz que dois anéis estão conectados por uma ligação dupla e ela sofre isomerização cis-trans BEM mais rápido do que a de um alceno “normal”. O assunto aqui é isomeria geométrica de alcenos, mais especificamente a barreira de rotação em torno da dupla ligação (ligação π). Para resolver a gente vai precisar lembrar como funciona uma ligação π (orbitais p, planaridade) e por que certos grupos podem enfraquecer essa ligação, reduzindo o “pulo” de energia pra girar cis↔trans.

Passo 2

Teoria básica: em um alceno “padrão” a dupla ligação é formada por uma ligação σ (overlap frontal) + uma ligação π (overlap lateral de dois orbitais p). Para ficar forte, esses orbitais p têm que ficar bem paralelos, ou seja, o centro C=C precisa ser planar. A energia necessária pra você torcer esses orbitais e chegar no ponto de meio-quebra da π (e daí formar o outro isômero) é alta, algo em torno de 60–70 kcal/mol. É essa energia que impede o giro cis↔trans em condições normais.

Passo 3

Como é que a gente faz pra diminuir essa barreira? Se a sobreposição lateral dos orbitais p ficar prejudicada no estado fundamental (antes mesmo de girar), a ligação π já sai mais fraca — vira “quase” uma ligação σ dupla enfraquecida. Um jeito comum é colocar grupamentos volumosos ou rígidos que obriguem o C=C a torcer um tiquinho pra aliviar a tensão entre eles.

Passo 4

No nosso caso, cada carbono da dupla está preso a um anel rígido. Esses anéis têm átomos que “esbarram” uns nos outros se o sistema tenta ficar totalmente plano. Então a molécula adota espontaneamente uma geometria um pouco torcida no estado estável, porque assim alivia a tensão estérica entre os anéis. Mas essa torção pré-via já reduz a sobreposição dos orbitais p, ou seja, a ligação π… já era mais fraca de fábrica!

Passo 5

Com a π mais fraca, a barreira de rotação cai muito. Logo, basta um empurrãozinho de energia (luz, calor etc.) para o giro cis↔trans acontecer bem mais rápido do que num alceno sem esses anéis atrapalhando.

Resposta

A isomerização cis-trans é acelerada porque os anéis rígidos forçam uma torção no C=C, diminuindo a sobreposição dos orbitais p e, consequentemente, enfraquecendo a ligação π. Com menos energia necessária para romper parcialmente essa π, o giro entre cis e trans fica muito mais fácil e rápido.

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