) Os haletos de alquila são bons substratos para reações de substituição, tendo em vista que os halogênios são bons grupos abandonadores.
Em relação às reações de substituição, assinale a alternativa CORRETA: JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA para cada letra
a) Um nucleófilo será substituído por um eletrófilo.
b) A quebra da ligação entre carbono e halogênio é homolítica.
c) O eletrófilo apresenta carga formal negativa.
d) A quebra da ligação entre o carbono e halogênio gera o nucleófilo da reação.
e) Um nucleófilo é uma espécie rica em elétrons que reage com um eletrófilo.
Em relação às reações de substituição, assinale a alternativa CORRETA: JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA para cada letra
a) Um nucleófilo será substituído por um eletrófilo.
b) A quebra da ligação entre carbono e halogênio é homolítica.
c) O eletrófilo apresenta carga formal negativa.
d) A quebra da ligação entre o carbono e halogênio gera o nucleófilo da reação.
e) Um nucleófilo é uma espécie rica em elétrons que reage com um eletrófilo.
Passo 1
O enunciado dá a informação inicial: “Os haletos de alquila são bons substratos para reações de substituição, tendo em vista que os halogênios são bons grupos abandonadores.”
Pede-se para assinalar qual alternativa é CORRETA entre as opções a
e justificar cada uma. As opções são:
Pede-se para assinalar qual alternativa é CORRETA entre as opções
a) Um nucleófilo será substituído por um eletrófilo.
b) A quebra da ligação entre carbono e halogênio é homolítica.
c) O eletrófilo apresenta carga formal negativa.
d) A quebra da ligação entre o carbono e halogênio gera o nucleófilo da reação.
e) Um nucleófilo é uma espécie rica em elétrons que reage com um eletrófilo.
b) A quebra da ligação entre carbono e halogênio é homolítica.
c) O eletrófilo apresenta carga formal negativa.
d) A quebra da ligação entre o carbono e halogênio gera o nucleófilo da reação.
e) Um nucleófilo é uma espécie rica em elétrons que reage com um eletrófilo.
O objetivo é decidir, para cada letra, se a afirmação é verdadeira ou falsa e justificar por que.
Passo 2
Vamos revisar conceitos fundamentais (com exemplos simples) que usaremos nas justificativas. Vou explicar devagar, como se estivéssemos estudando juntos.
-
Definição de nucleófilo: um nucleófilo é uma espécie rica em elétrons que pode doar um par de elétrons para formar uma nova ligação. Exemplos comuns:
, , . A palavra “nucleófilo” literalmente significa “amigo do núcleo” — ou seja, gosta de regiões com deficiência eletrônica. -
Definição de eletrófilo: um eletrófilo é uma espécie pobre em elétrons (ou com carga positiva parcial/total) que aceita um par de elétrons para formar uma ligação. Exemplos: um carbocátion
, ou um átomo de carbono com polarização parcial positiva numa ligação polarizada. -
Grupo abandonador (leaving group): é a parte da molécula que sai quando a reação ocorre. Em haletos de alquila, o haleto (por exemplo
ou ) costuma sair como ânion: , . Grupos que estabilizam bem a carga negativa tornam-se bons leaving groups. -
Quebra homolítica vs heterolítica:
- Homolítica: a ligação se rompe e cada átomo fica com um elétron do par, formando radicais. Ex.:
. - Heterolítica: a ligação se rompe e ambos os elétrons vão para um dos átomos, formando íons. Ex.:
ou, na prática, forma-se e o carbono pode ficar com carga positiva (carbocátion) ou parcial dependendo do mecanismo.
- Homolítica: a ligação se rompe e cada átomo fica com um elétron do par, formando radicais. Ex.:
-
Tipos comuns de substituição nucleofílica:
-
: mecanismo concertado. O nucleófilo ataca o carbono eletrofílico ao mesmo tempo em que o leaving group sai. Resultado típico: ataque de em => + . Exemplo: . -
: mecanismo em etapas. Primeiro o leaving group sai (heterolítico) formando um carbocátion e ; depois o nucleófilo ataca o carbocátion: .
-
Com esses conceitos na cabeça, vamos analisar cada afirmação.
Passo 3
Análise da alternativa
: “Um nucleófilo será substituído por um eletrófilo.”
Interpretação e veredito: falso.
Justificativa didática: numa reação de substituição nucleofílica o que acontece é que um nucleófilo ataca e substitui o grupo abandonador ligado ao carbono. Ou seja, o nucleófilo é o que chega e passa a estar ligado ao carbono; não é o nucleófilo que é substituído. O eletrófilo, na verdade, costuma ser o centro eletrofílico (por exemplo, o carbono com carga parcial positiva) que é atacado pelo nucleófilo — não é algo que substitui o nucleófilo. Exemplo concreto: na reação
o nucleófilo
substitui
. Não há um “eletrófilo que substitui o nucleófilo”. Portanto a frase inverte a lógica: é o nucleófilo que substitui o leaving group, não o contrário.
Passo 4
Análise da alternativa
: “A quebra da ligação entre carbono e halogênio é homolítica.”
Interpretação e veredito: falso (em substituições nucleofílicas típicas).
Justificativa didática: em reações de substituição nucleofílica usuais (
e
) a ruptura da ligação
é predominantemente heterolítica — os elétrons da ligação ficam com o halogênio, formando
. No
isso acontece de modo concertado (o par de elétrons vai para o haleto no momento em que o nucleófilo entra); no
a saída do leaving group é heterolítica e gera um carbocátion. A quebra homolítica (formação de dois radicais,
e
) é típica de reações por radical (por exemplo halogenação radicalar em condições específicas), não da substituição nucleofílica comum. Por isso a afirmativa está incorreta no contexto pedido.
Passo 5
Análise da alternativa
: “O eletrófilo apresenta carga formal negativa.”
Interpretação e veredito: falso.
Justificativa didática: eletrófilo é uma espécie que aceita um par de elétrons; isso significa que é deficiente em elétrons ou tem carga positiva ou carga parcial positiva. Logo, um eletrófilo normalmente apresenta carga formal positiva ou uma região com
, nunca carga formal negativa. Espécies com carga negativa são ricas em elétrons e costumam ser nucleófilos, não eletrófilos. Exemplos de eletrófilos:
,
(carbocátions), ou um átomo de carbono polarizado com
em
.
Passo 6
Análise da alternativa
: “A quebra da ligação entre o carbono e halogênio gera o nucleófilo da reação.”
Interpretação e veredito: geralmente falso (com nuance).
Justificativa didática: essa frase dá a entender que o nucleófilo que realiza a substituição é gerado pela própria quebra da ligação
. Na maior parte dos casos de substituição nucleofílica o nucleófilo já existe no meio reacional (por exemplo
,
,
) e ataca o substrato; a quebra da ligação gera o leaving group (
), que é, de fato, frequentemente uma espécie nucleofílica (por exemplo
é nucleofílica). Porém isso não faz com que a afirmação seja correta como regra geral: o nucleófilo da reação é quem ataca, normalmente presente antes da ruptura. Em
a saída do haleto gera
e um carbocátion;
pode re-agir (recombinar) com o carbocátion, mas isso é um caso particular (reversão) e não equivale a dizer que “a quebra gera o nucleófilo da reação” como uma regra geral. Então, em termos pedagógicos e para responder a uma questão de prova, a afirmação é incorreta; o nucleófilo não é, em geral, gerado pela ruptura do vínculo
.
Passo 7
Análise da alternativa
: “Um nucleófilo é uma espécie rica em elétrons que reage com um eletrófilo.”
Interpretação e veredito: verdadeiro.
Justificativa didática: esta é a definição básica de nucleófilo. Um nucleófilo tem pares de elétrons disponíveis ou carga negativa e doa esse par para um centro pobre em elétrons (eletrófilo), formando uma nova ligação. Exemplos:
doa um par para um carbono com
e forma
;
pode doar um par para um próton
. Logo, a afirmativa descreve corretamente o papel do nucleófilo.
Passo 8
Resumo final (rápido e direto): entre as alternativas
–
, apenas a letra
está correta; as demais estão incorretas. Vou te deixar isso bem claro e sucinto na parte de resposta final.
Resposta
a) Errada
b) Errada
c) Errada
d) Errada
e) Correta
b) Errada
c) Errada
d) Errada
e) Correta