Classifique, na base na regra de aromaticidade, as seguintes moléculas como aromáticas
, antiaromáticas (4 n) e não aromático.
(d) Azuleno;
(d) Azuleno;
Passo 1
O que o enunciado pede: classificar a molécula azuleno como aromática (
), antiaromática (
) ou não aromática.
Informações relevantes dadas (ou que sabemos sobre azuleno): a molécula chamada azuleno é um hidrocarboneto isomero do naftaleno, com fórmula . Estruturalmente, é formada por dois anéis fundidos: um anel de 5 membros e um anel de 7 membros, com ligação conjugada ao longo de todo o sistema (ou seja, há elétrons
deslocalizados sobre a estrutura). Não há figura fornecida, mas estas características estruturais são padrão para azuleno.
Informações relevantes dadas (ou que sabemos sobre azuleno): a molécula chamada azuleno é um hidrocarboneto isomero do naftaleno, com fórmula
Passo 2
Conceito importante (a regra que vamos usar) — explicando de leve e com calma: Hückel e aromaticidade.
- A regra de Hückel diz que um sistema cíclico, plano e totalmente conjugado é aromático se tiver
elétrons , com inteiro não negativo. Escrevendo:
- Se o sistema for cíclico, plano e conjugado e tiver
, ele tende a ser antiaromático (muito instável por perda de estabilidade π). Escrevendo:
- Se a condição de ciclicidade, planaridade ou conjugação for quebrada (ou o sistema não cumprir essas condições de delocalização), então ele é não aromático (não tem a estabilização especial de Hückel).
Exemplos intuitivos curtos: benzeno tem, como , é aromático; ciclobutadieno tem , é antiaromático.
Passo 3
Como contar elétrons
na prática (regra prática): cada átomo de carbono sp
participante da cadeia conjugada contribui com 1 elétron
(o elétron do orbital
que forma a nuvem
). Hidrogênios não contam (eles saturam os carbonos), heteroátomos podem contribuir com mais/menos dependendo de seus pares eletrônicos, mas aqui só temos carbono e hidrogênio. Portanto, para um hidrocarboneto totalmente conjugado como o azuleno, o número de elétrons
é igual ao número de carbonos envolvidos na malha conjugada.
Passo 4
Aplicando a contagem ao azuleno: a fórmula é
, ou seja, há
átomos de carbono. Todos esses carbonos participam da malha conjugada (sistema π contínuo sobre os anéis fundidos). Logo o número de elétrons
é
Passo 5
Verificação com a fórmula de Hückel: queremos ver se
se encaixa em
para algum inteiro
. Resolvendo
que é um inteiro não negativo. Portanto
satisfaz a condição
. Assim, do ponto de vista da contagem de elétrons, azuleno obedece à regra de Hückel.
Passo 6
Verificação das outras condições: o sistema do azuleno é cíclico (há anéis), é conjugado ao longo de toda a estrutura (as ligações permitem ressonância por todo o esqueleto) e a molécula é essencialmente planar o suficiente para permitir overlap de orbitais
. Mesmo sendo um hidrocarboneto “não alternante” (anéis de tamanhos diferentes), isso não impede que o sistema total seja aromático. Uma outra maneira didática de ver a estabilidade do azuleno: ele pode ser representado por formas de ressonância que remetem a um anel de 5 membros com caráter aniónico e um de 7 membros com caráter catiônico (formas do tipo anião ciclopentadienila + cátion tropilio), cada um com 6 elétrons
localizados em suas melhores formas; isso explica propriedades particulares (como dipolo), mas a conclusão é que a energia
está estabilizada globalmente — característica de um aromático.
Passo 7
Conclusão didática: azuleno possui
, satisfaz
com
, e cumpre as condições de conjugação e planaridade necessárias. Logo azuleno é aromático segundo a regra de Hückel.
Resposta
Aromática (
)