Classifique os seguintes compostos em ordem crescente de basicidade:
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}=\overline{\mathrm{C}} \mathrm{H}, \mathrm{CH}_{3} \\mathrm{CH}_{2} \overline{\mathrm{C}} \mathrm{H}_{2}, \mathrm{CH}_{3} \mathrm{C} \equiv \mathrm{C}^{-}

Passo 1

O enunciado pede que a gente classifique, em ordem crescente de basicidade, os três íons-carbono dados:
\mathrm{CH_{3}CH= C^-H},\qquad \mathrm{CH_{3}CH_{2}C^-H_{2}},\qquad \mathrm{CH_{3}C\equiv C^-}.
Lista das informações relevantes que temos explicitamente: são três carbanions ligados a carbonos com diferentes tipos de ligação (um ligado a uma dupla, outro a simples, outro a tripla). A tarefa é ordenar do menos básico (aquele que rejeita próton com mais dificuldade) para o mais básico (aquele que aceita próton mais facilmente).

Passo 2

Identificar a hibridização do carbono que carrega a carga negativa em cada espécie — isso é crucial e dá a pista principal.
  • Para \mathrm{CH_{3}C\equiv C^-}: o carbono negativo participa de uma ligação tripla (\equiv), logo sua hibridização é sp.
  • Para \mathrm{CH_{3}CH= C^-H}: o carbono negativo está ligado por uma dupla (=), então sua hibridização é sp^{2}.
  • Para \mathrm{CH_{3}CH_{2}C^-H_{2}}: o carbono negativo só tem ligações simples ao redor, logo é sp^{3}.
Explicando como deduzir: um carbono com três regiões de ligação é sp^{2} (dupla), com duas regiões é sp (tripla), com quatro regiões é sp^{3} (simples + hidrogênios).

Passo 3

Conceito físico-químico chave: a fração de caráter s na hibridização controla quão “perto do núcleo” fica o elétron não ligado (a carga negativa). Quanto maior a fração s, mais os elétrons ficam próximos ao núcleo e mais o átomo se comporta como eletronegativo — isso estabiliza a carga negativa.
  • Hibridizações e fração s: sp:\;50\%\,s\text{-char},\qquad sp^{2}:\;33{,}3\%\,s\text{-char},\qquad sp^{3}:\;25\%\,s\text{-char}.
Conclusão qualitativa: carga negativa em carbono sp está mais estabilizada que em sp^{2}, que por sua vez está mais estabilizada que em sp^{3}.
Estabilidade do íon negativo e basicidade: quanto mais estabilizada a base conjugada (o carbanion), menos básica ela é — porque uma base forte “não gosta” de manter a carga negativa totalmente estabilizada; uma base forte é aquela que segura menos bem o elétron e tende a aceitar próton com maior facilidade. Outra forma prática: a basicidade de um ânion geralmente correlaciona inversamente com o pKa do seu ácido conjugado (ácido mais forte ⇒ base conjugada mais estável ⇒ base mais fraca).

Passo 4

Usando pKa aproximados das respectivas ácidas conjugadas (valores típicos conhecidos para comparação; não é preciso decorar números exatos na prova, o importante é a ordem de grandeza):
  • Ácido conjugado de \mathrm{CH_{3}C\equiv C^-} é o alcino \mathrm{CH_{3}C\equiv CH} (proprino), com pK_{a}\approx 25.
  • Ácido conjugado de \mathrm{CH_{3}CH= C^-H} é o alceno \mathrm{CH_{3}CH=CH_{2}} (propeno), com pK_{a}\approx 44.
  • Ácido conjugado de \mathrm{CH_{3}CH_{2}C^-H_{2}} é o alcano \mathrm{CH_{3}CH_{2}CH_{3}} (propano), com pK_{a}\approx 50.
Interpretação: quanto menor o pK_{a} do ácido, mais forte é esse ácido e mais estável é seu anião conjugado. Então a estabilidade dos carbanions cresce na ordem:
\mathrm{CH_{3}C\equiv C^-}\;(\text{mais estável})\;>\;\mathrm{CH_{3}CH= C^-H}\;>\;\mathrm{CH_{3}CH_{2}C^-H_{2}}\;(\text{menos estável}).áá
Logo a basicidade (capacidade de aceitar próton) é inversa a essa estabilidade.

Passo 5

Juntando tudo de forma didática e prática:
  • \mathrm{CH_{3}C\equiv C^-} (carbanion sp) é o menos básico porque o alto caráter s estabiliza fortemente a carga negativa; seu ácido conjugado tem pK_{a} baixo (~25).
  • \mathrm{CH_{3}CH= C^-H} (carbanion sp^{2}) é intermediário: menos estabilizado que o sp, mais estabilizado que o sp^{3}.
  • \mathrm{CH_{3}CH_{2}C^-H_{2}} (carbanion sp^{3}) é o mais básico porque o carbono com menor caráter s segura pior a carga negativa (ela fica mais disponível para pegar um próton); seu ácido conjugado tem pK_{a} alto (~50).
Observação final curta: efeitos indutivos ou ressonância poderiam alterar a ordem se presentes, mas nestes três exemplos simples a diferença principal é a hibridização do carbono que carrega a carga negativa.

Resposta

\mathrm{CH_{3}C\equiv C^-} < \mathrm{CH_{3}CH= C^-H} < \mathrm{CH_{3}CH_{2}C^-H_{2}}

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