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 que eu avalie se a molécula dada é aromática. A molécula foi fornecida na forma SMILES: C1=C[C-]C=CC=1. Das informações contidas na SMILES eu extraí:
- É um anel de seis átomos de carbono (fechado pelo
1). - Há três sinais de dupla ligação (
=) na SMILES — ou seja, há três ligações C=C no anel. - Existe um carbono com carga negativa indicado por
[C-](um carbanion) ligado ao anel.
Passo 2
Lembrete das regras que vou usar (explicadas passo a passo):
- Condição 1: a molécula deve ser cíclica (fechada). Aqui o anel existe pela própria SMILES.
- Condição 2: deve ser planar (os orbitais p alinhados).
- Condição 3: deve ser conjugada contínua ao redor do anel (cada átomo do ciclo deve ter um orbital p disponível).
- Condição 4 (regra de Hückel): o número total de elétrons π delocalizados deve satisfazer
onde
é um inteiro (
). Se a contagem for
o sistema pode ser aromático; se for
e o sistema for planar e conjugado, é antiaromático.
Explicando a regra de Hückel de forma simples: cada dupla ligação C=C contribui com 2 elétrons π; um par eletrônico não-ligante (lone pair) num orbital p também conta como 2 elétrons π se estiver conjugado com o sistema.
Passo 3
Verificar ciclicidade, planaridade e conjugação para esta SMILES:
- Ciclicidade: sim — é um anel de seis carbonos.
- Planaridade e conjugação dependem da hibridização do carbono carregado
. Se o carbanion estiver em geometria com o par eletrônico no orbital , então haverá conjugação contínua e o anel será planar (os se sobrepõem). Se o carbanion for (par em orbital híbrido), a conjugação será interrompida e o sistema não será plenamente conjugado.
Na prática química, um carbanion adjacente a ligações duplas tende a estabilizar-se por delocalização colocando o par eletrônico em um orbital
(ou seja, participando da conjugação). Então a hipótese razoável para avaliar aromaticidade é assumir que o par do
pode participar do sistema π (caso contrário o sistema falha em ser conjugado).
Passo 4
Contagem explícita dos elétrons π assumindo que o par do
participa (caso em que o anel seria conjugado):
- Cada ligação dupla C=C contribui com
elétrons π. Há três duplas, então isso dá
- O carbanion
tem um par eletrônico (uma lone pair). Se essa lone pair estiver em um orbital conjugado, contribui com mais elétrons π.
Somando:
Passo 5
Aplicando a regra de Hückel: verificar se
pode ser escrito como
com
inteiro.
Resolver dá
Resolver
que não é inteiro. Por outro lado,
é da forma
com
. Isso significa que, se o sistema for planar e totalmente conjugado (isto é, se o lone pair do
participar), o anel teria
elétrons π e seria antiaromático — o que é energeticamente desfavorável.
Passo 6
Interpretação química final e conclusão pedagógica:
- Há duas possibilidades reais:
- O par do
entra no sistema π → total de elétrons π → isso viola a regra de Hückel ( ) e corresponde a um sistema antiaromático (instável se for planar e conjugado). - O par do
não entra no sistema π (ou o anel distorce para escapar da conjugação) → a conjugação contínua é interrompida e o sistema deixa de ser aromático por não satisfazer a condição de conjugação planar.
- O par do
- Em qualquer um dos cenários, o composto não satisfaz as condições necessárias para ser classificado como aromático (não há um caso estável que satisfaça todas as condições cíclicas, planas, conjugadas e com
elétrons π).
Resposta
Não é aromático.