Classifique os membros de cada um dos seguintes grupos de espécies na ordem de basicidade, nucleofilicidade e capacidade de grupo de saída. Explique brevemente suas respostas.
Passo 1
Beleza, a questão pede pra gente ordenar três espécies —
,
e
— segundo três critérios: basicidade, nucleofilicidade e capacidade de grupo de saída. Isso cai lá em química orgânica/físico-química, usando definição de base (Bronsted), noção de nucleófilo (ataque a carbono) e estabilidade do ânion que sai (grupo de saída). Vamos precisar de tabelas de pKa e dos conceitos de como estas propriedades se relacionam.
Passo 2
Basicidade
- Definição: base é quem aceita próton. Quanto mais forte a base, mais alta é a pKa do seu ácido conjugado.
- Conjugados e pKa aproximadas:
-
⟷ ácido conjugado , pKa ≈ 15,7 -
⟷ ácido conjugado , pKa ≈ 4,8 -
⟷ ácido conjugado , pKa ≈ −1,7
-
- Quanto maior a pKa do ácido conjugado, mais forte a base. Logo:
ou seja, hidróxido é a base mais forte, água a mais fraca.
Passo 3
Nucleofilicidade
- Definição: nucleófilo é quem doa par eletrônico para um centro eletrofílico (normalmente carbono).
- Geralmente em meio prótico (água, álcool) a nucleofilicidade segue a basicidade, exceto efeitos de ressonância e tamanho.
-
tem ressonância, o par está deslocalizado, então ataca carbono mais devagar que . E , sem carga, é o nucleófilo mais fraco. - Logo:
Passo 4
Capacidade de grupo de saída
- Bom grupo de saída é aquele que fica estável depois de sair, ou seja, cujo ânion conjugado é fraco como base.
- Inverso da basicidade: quanto mais fraca a base, melhor o grupo de saída.
- Das três, a ordem de força como base vai:
. Então invertendo:
Resposta
Basicidade:
Nucleofilicidade:
Grupo de saída:
Nucleofilicidade:
Grupo de saída: