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, o enunciado pede pra gente comparar três espécies –
,
e
– em três quesitos:
- Basicidade (quem aceita próton melhor?)
- Nucleofilicidade (quem ataca eletrofílico mais fácil?)
- Capacidade de grupo de saída (quem sai mais fácil num SN1/SN2?)
Conteúdo: química orgânica / ácido‐base e reatividade.
O que precisamos:
• Conceito de pKa e como ele se relaciona com força de base e com leaving group.
• Definição de nucleófilo e papel da polarizabilidade.
O que precisamos:
• Conceito de pKa e como ele se relaciona com força de base e com leaving group.
• Definição de nucleófilo e papel da polarizabilidade.
Passo 2
Vamos começar pela basicidade.
- Teoria: base é quem aceita próton. Quanto mais forte a base, maior a tendência de “garantir” um H⁺.
- Ligação com pKa: a força de uma base
está ligada ao pKa do seu ácido conjugado . Quanto maior o pKa( ), mais fraco é o ácido e mais forte é a base.
•
tem ácido conjugado
com pKa ≈ 38
• tem ácido conjugado
com pKa ≈ 27
• age de base contra
, cujo pKa ≈ 9,25
•
•
Logo, comparando pKa: 38 (amida) > 27 (fosfina) > 9,25 (amônia).
=> Basicidade:
=> Basicidade:
Passo 3
Agora, nucleofilicidade.
- Teoria: nucleófilo é quem doa elétrons para um centro eletrofílico.
- Fatores principais: carga (ânions > neutros), tamanho/polarizabilidade (átomos maiores espalham melhor carga e atacam com mais facilidade em solventes próticos).
• Ambos
e
são ânions, logo muito mais nucleofílicos que a neutra
.
• Entre e
, o fósforo é maior e mais polarizável que o nitrogênio, então em um solvente prótico
é ligeiramente mais rápido no ataque.
• Entre
=> Nucleofilicidade:
Passo 4
Por fim, capacidade de grupo de saída.
- Teoria: bom grupo de saída é o ânion estável após a saída.
- Relação com pKa: quanto menor o pKa do ácido conjugado, mais estável (mais fraco) é o ânion e melhor ele sai.
• Se sair
, forma
(pKa≈38) → ânion muito forte, ruim para grupo de saída.
• Se sair , forma
(pKa≈27) → melhor que o anterior, mas ainda não ótimo.
• Se sair , forma
(pKa≈9,25) → ânion bem fraco, superestável, ótimo leaving group.
• Se sair
• Se sair
Logo: quanto menor o pKa do ácido, melhor o LG.
=> Capacidade de grupo de saída:
Resposta
Basicidade:
Nucleofilicidade:
Capacidade de grupo de saída:
Nucleofilicidade:
Capacidade de grupo de saída: