Baseados nos critérios que uma molécula deve apresentar para ser considerada aromática, prediga quais os compostos são aromáticos? ( 1,0 ponto)
Passo 1
O enunciado pede: “Baseados nos critérios que uma molécula deve apresentar para ser considerada aromática, prediga se o composto dado é aromático.” O que foi fornecido é a string SMILES:
.
Informações explícitas extraídas da SMILES:
- A cadeia forma um anel (fechamento com o marcador
1). - Na string há dois átomos indicados como
(dois carbcátions). - Há três ligações duplas explícitas
=dentro do anel. - A SMILES contém, ao todo, oito átomos de carbono escritos (contando os dois dos colchetes), ou seja, o anel é um ciclo de carbono com oito posições aparentes segundo a contagem direta da string.
O que o enunciado pede que eu decida: se esse composto é aromático ou não, justificando pelos critérios de aromaticidade.
Passo 2
Lembrete didático — critérios que uma molécula deve satisfazer para ser considerada aromática (forma prática e direta para a prova):
- Ser cíclica (formar um anel fechado).
- Ser plana (ou ao menos permitir boa sobreposição de orbitais p ao longo do anel).
- Ser totalmente conjugada ao redor do anel — ou seja, cada átomo que participa do contorno do anel deve dispor de um orbital p (geralmente ser
ou ter um orbital p vazio/livre que participe). - Ter um número de elétrons
que satisfaça a regra de Hückel:
com
inteiro (0,1,2,…). Exemplos rápidos para fixar:
o ciclopropenil catião tem
elétrons
(
) e é aromático; o benzeno tem
elétrons
(
) e é aromático; cyclooctatetraeno com
elétrons
é antiaromático se planar.
Vou aplicar cada critério em sequência ao composto dado.
Passo 3
Verificação do primeiro e do segundo critério:
- A SMILES mostra claramente um anel (há fechamento
1), logo é cíclica. - Sobre planaridade: os carbonos que participam de duplas e os carbcátions usualmente são
(um carbocátion típico é com um orbital p vazio). Quando todos (ou quase todos) os átomos do anel são ou têm um p orbital disponível, a estrutura tende a ser planar ou quase planar para permitir sobreposição. Assim assumimos que a condição de planaridade fica plausível aqui (em questões de prova aceita-se essa hipótese quando todos os centros do anel são ou catiônicos com orbital p vazio).
Passo 4
Verificação da conjugação (continuidade dos orbitais p):
- Contar as ligações duplas na SMILES: há três símbolos
=, portanto existem três ligações duplas dentro do anel. - Os dois
representam carbonos carregados positivamente. Um carbocátion em um anel normalmente é (tem um orbital p vazio) e esse orbital p pode participar da conjugação do sistema π (mesmo que não carregue elétrons). - Todos os carbonos do contorno (os que aparecem na SMILES) estão em ambientes que permitem a existência de um orbital p (ou participam de uma ligação dupla ou são carbcátions com p vazio). Logo o anel pode ser considerado totalmente conjugado: há um caminho contínuo de sobreposição de orbitais p ao redor do anel.
Passo 5
Contagem dos elétrons π (passo decisivo):
- Cada ligação dupla
fornece elétrons . - Não há heteroátomos com pares não ligantes que contribuam, e os carbcátions não trazem elétrons
(eles têm o orbital p vazio), portanto contribuem com elétrons . - Número total de elétrons
:
Passo 6
Aplicação da regra de Hückel:
- Verificar se
se encaixa em .
que é um inteiro. Portanto
é um número do tipo
.
Passo 7
Conclusão lógica final usando todos os critérios:
- O composto é cíclico (sim).
- É plausivelmente planar e totalmente conjugado porque todos os átomos do anel têm orbitais
(vêm de ligações duplas ou de carbcátions com orbital vazio). - Tem
elétrons que satisfazem a regra de Hückel ( com ).
Logo, pelo conjunto desses critérios, o sistema é aromático.
Um exemplo análogo para fixar: o ciclopropenil catião tem
elétrons
e é aromático; aqui temos
elétrons
, o mesmo número do benzeno, por isso também é aromático (mesmo que o anel tenha mais átomos, o que importa para Hückel é o número de elétrons
e a conjugação contínua).
Resposta
Aromático.