Em cada par abaixo, diga qual o alqueno mais estável, justificando:
(c) 1-hexeno ou cis-3-hexeno
(c) 1-hexeno ou cis-3-hexeno
Passo 1
O enunciado pede que eu diga qual dos dois alquenos é o mais estável, justificando:
ou
.
Informações dadas (explicitadas):
Informações dadas (explicitadas):
- O primeiro composto é
: cadeia linear de seis carbonos com dupla ligação entre e . - O segundo composto é
: cadeia linear de seis carbonos com dupla ligação entre e e ambos os maiores substituintes da dupla do mesmo lado (isomeria cis).
Não há outras informações no enunciado; a comparação deve ser feita com base nas estruturas acima.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar claramente a posição da dupla e quantos grupos alquila (substituintes) estão ligados à dupla em cada caso — isso é essencial para avaliar estabilidade. Explico como contar: para uma ligação dupla
, cada carbono pode ter até dois substituintes diferentes do outro carbono da dupla; conta-se quantos desses substituintes são grupos alquila (ou outros carbonos) em vez de hidrogênio. Quanto maior o número total de substituintes alquila na dupla, em geral mais estável o alqueno (regra: estabilidade aumenta com o grau de substituição: tri > di > mono > p/etileno).
Agora aplico isso aos dois casos:
- Para
(dupla ): o átomo é terminal e está ligado a dois hidrogênios e a , portanto tem grupos alquila além do outro carbono da dupla. O átomo está ligado a , a (um grupo alquila) e a um hidrogênio, portanto tem grupo alquila. Soma total de substituintes alquila = . Logo é um alqueno monosubstituído. - Para
(dupla ): o átomo está ligado a (um grupo alquila) e a (a outra metade da dupla) e tem um hidrogênio — portanto tem substituinte alquila. O átomo está ligado a (um grupo alquila) e a e tem um hidrogênio — portanto tem substituinte alquila. Soma total = . Logo é um alqueno dissubstituído (e estamos considerando a forma cis dele).
Passo 3
Agora uma “aula rápida” sobre por que isso importa: efeito da substituição por grupos alquila. Dois conceitos principais que conectam substituição e estabilidade:
- Hiperconjugação: cada ligação C–H de um grupo alquila adjacente à dupla pode interagir com o sistema
, distribuindo densidade eletrônica e estabilizando a dupla. Quanto mais grupos alquila próximos, mais cores de hiperconjugação possíveis e maior estabilização. - Efeito indutivo do grupo alquila: grupos alquila doam densidade eletrônica por efeito indutivo fraco para o carbono insaturado, estabilizando também a ligação dupla.
Resultado prático (regra empírica usada em provas): alkenos mais substituídos são mais estáveis:.
Passo 4
Aplicando a regra da substituição aos nossos compostos:
é dissubstituído (
substituintes), enquanto
é monosubstituído (
substituinte). Com base apenas nessa regra, o
(seja cis ou trans) tende a ser mais estável que o
, porque tem mais hiperconjugação possível e maior estabilização indutiva.
Passo 5
Mas atenção: há outro efeito importante — a isomeria geométrica (cis vs trans). Em um alqueno dissubstituído, a forma
é geralmente mais estável que a forma
. Por quê? Porque a configuração
coloca os grupos volumosos do mesmo lado da dupla, gerando repulsão estérica (choque entre grupos), que reduz um pouco a estabilidade. A configuração
alivia essa repulsão e, portanto, é mais favorável energeticamente.
Passo 6
Então precisamos comparar duas tendências opostas: aumento de estabilidade por ser dissubstituído (a favor de
) versus perda de estabilidade por ser a forma
(desvantagem relativa em comparação com um
do mesmo grau). A pergunta é: essa desvantagem cis é grande o suficiente para tornar o
menos estável que o
monosubstituído?
A resposta prática (e o que se usa em provas): não — a vantagem de ser dissubstituído normalmente supera a pequena desvantagem estérica do isômero cis quando comparada com um alqueno menos substituído. Em outras palavras, um alqueno dissubstituído cis é, em regra, mais estável que um alqueno monosubstituído, apesar do estresse cis.
Passo 7
Um modo clássico de ver isso (que frequentemente aparece em cursos): comparar calores de hidrogenação experimentais — alquenos mais estáveis liberam menos energia ao hidrogenar (porque já estão mais estáveis). Dados gerais conhecidos (qualitativamente) mostram que:
- calor de hidrogenação de um monosubstituído é maior (mais exotérmico) do que o de um dissubstituído (logo monosubstituído é menos estável).
- a diferença entre cis e trans no mesmo grau de substituição existe, mas é menor do que a diferença entre graus de substituição distintos.
Portanto
(dissubstituído) tem calor de hidrogenação menor (ou energia mais baixa) do que
(monosubstituído), o que confirma que
é mais estável.
Passo 8
Resumo intuitivo e prático para provar na prova:
- Conte substituintes na dupla:
= mono; = di. - Use a regra “mais substituído = mais estável” (hiperconjugação/indutivo).
- Considere correção: cis sofre pequena desestabilização estérica, mas não suficiente para inverter a ordem quando você compara dissubstituído (cis) com monosubstituído (terminal).
Logo conclui-se queé mais estável que .