Para cada par a seguir, indique o mais estável:
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CH}_{2} \dot{\mathrm{C}} \mathrm{HCH}_{3} or \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CH}_{2} \dot{\mathrm{C}} \mathrm{H}_{2}

Passo 1

O enunciado pede para indicar qual dos dois radicais apresentados é o mais estável. Os radicais são:
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{HCH}_{3}
e
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{H}_{2}
As informações relevantes são que ambos são radicais carbonados, e a estabilidade relativa entre eles deve ser comparada.

Passo 2

Para entender a estabilidade de um radical carbonado, é importante considerar:
  • Hiperconjugação: interação entre orbitais \sigma (ligações C–H vizinhas) e o orbital que contém o elétron desemparelhado (SOMO). Mais ligações C–H em carbonos adjacentes resultam em mais hiperconjugação e maior estabilização.
  • Efeito indutivo dos grupos alquila: grupos alquila doam densidade eletrônica, estabilizando o radical. Radicais terciários são mais estáveis que secundários, que são mais estáveis que primários, que são mais estáveis que o metílico, devido ao aumento do número de grupos alquila adjacentes e, portanto, das possibilidades de hiperconjugação.

Passo 3

Vamos classificar os radicais com base no número de carbonos ligados ao carbono radical:
Para \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{HCH}_{3}:
  • O carbono radical está ligado a dois carbonos e um hidrogênio, tornando-o um radical \emph{secundário}.
Para \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{H}_{2}:
  • O carbono radical está ligado a um carbono e dois hidrogênios, sendo um radical \emph{primário}.

Passo 4

Agora, vamos analisar a hiperconjugação:
Para \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{HCH}_{3}:
  • O carbono adjacente à esquerda tem 2 hidrogênios, contribuindo com 2 hiperconjugações.
  • O carbono adjacente à direita tem 3 hidrogênios, contribuindo com 3 hiperconjugações.
  • Total aproximado de hiperconjugações possíveis: 5.
Para \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{H}_{2}:
  • Há um carbono adjacente com 2 hidrogênios, contribuindo com 2 hiperconjugações.
  • Total aproximado: 2.
Com mais hiperconjugação, o primeiro radical é mais estável.

Passo 5

Além da hiperconjugação, o carbono radical secundário possui dois grupos alquila ligados, que doam densidade eletrônica por indução, enquanto o primário tem apenas um. Isso reforça a maior estabilidade do radical secundário.

Passo 6

Em conclusão, o radical secundário \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{HCH}_{3} é mais estável devido à maior hiperconjugação e maior doação indutiva em comparação com o radical primário \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{H}_{2}. Ao analisar radicais em cadeia, identificar a classificação (primário/secundário/terciário) e contar os hidrogênios nos carbonos adjacentes fornece uma boa indicação da estabilidade relativa.

Resposta

\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}\dot{\mathrm{C}}\mathrm{HCH}_{3}

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