Colocar os compostos abaixo em ordem crescente de facilidade de adição nucleofílica à carbonila.
\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}_{3} ; \quad \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{CO} \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} ; \quad \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{5} \mathrm{COCH}_{3}

Passo 1

O enunciado pede: colocar em ordem crescente de facilidade de adição nucleofílica à carbonila os três compostos abaixo:
\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}_{3} ; \quad \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{CO}\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5} ; \quad \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{COCH}_{3}.
Informações dadas (os próprios compostos):
  • \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}_{3} (acetona; grupo \mathrm{CH}_3 em ambos os lados da carbonila).
  • \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{CO}\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5} (benzofenona; dois anéis fenólicos ligados à carbonila).
  • \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{COCH}_{3} (acetofenona; um anel fenólico e um grupo metila ligados à carbonila).
O que é pedido: ordenar esses três do menor para o maior em facilidade de adição nucleofílica à carbonila (ou seja, do menos reativo ao mais reativo perante um nucleófilo que ataca o carbono carbonílico).

Passo 2

Conceito básico — como ocorre a adição nucleofílica à carbonila:
  • A ligação dupla carbono–oxigênio ( \mathrm{C}=\mathrm{O}) é polar: o oxigénio é mais eletronegativo e atrai os elétrons, ficando parcialmente negativo, e o carbono fica parcialmente positivo. Escrevemos isso qualitativamente como \delta^+ no carbono e \delta^- no oxigénio.
  • Um nucleófilo (espécie rica em elétrons) ataca o carbono parcial-positivo formando um intermediário tetraédrico (o chamado intermediário alcóxido).
  • Quanto mais “positivado” (eletronicamente pobre) estiver o carbono carbonílico, mais fácil será o ataque nucleofílico.
Portanto, para estimar a reatividade de um carbonilo contra adição nucleofílica, devemos avaliar quão grande é a polarização \mathrm{C}^{\delta+}=\mathrm{O}^{\delta-} — i.e., quais efeitos aumentam ou diminuem a densidade eletrônica no carbono.

Passo 3

Fatores que alteram a facilidade da adição nucleofílica (explicados de forma didática):
  1. Efeito indutivo (+I ou −I)
    • Grupos que doam elétrons por efeito indutivo (como \mathrm{CH}_3, efeito +I) aumentam a densidade no carbono e, portanto, diminuem sua eletrofilia (tornam o ataque nucleofílico mais difícil).
    • Grupos que retiram elétrons por indução tornam o carbono mais positivo e facilitam o ataque.
  2. Conjugação / efeito por ressonância (−R ou +R)
    • Quando a carbonila está conjugada com um anel aromático (ligada diretamente a um anel fenólico), existe possibilidade de delocalização/resonância que estabiliza certas formas ressonantes da carbonila. Uma forma ressonante relevante é aquela em que se tem \mathrm{C}^{+} no carbono carbonílico e \mathrm{O}^{-}; essa carga positiva pode ser parcialmente delocalizada no sistema aromático. Essa delocalização estabiliza a carbonila enquanto sistema conjugado, reduzindo a sua polarização positiva efetiva no carbono e, portanto, diminuindo a facilidade de ataque nucleofílico. Em palavras simples: conjugação com o anel aromático “desativa” o carbono carbonílico para ataque nucleofílico.
  3. Efeito estérico
    • Grupos volumosos próximos ao carbono carbonílico dificultam a aproximação do nucleófilo por razões espaciais, diminuindo a velocidade/ facilidade da adição.
Resumo prático: grupos aromáticos ligados ao carbono carbonílico tendem a diminuir a reatividade por conjugação (ressonância) e também podem aumentar a impedância estérica; grupos metila doam por indução (ligeira desativação), mas não têm a forte estabilização por ressonância que um anel aromático tem.

Passo 4

Aplicando os conceitos a cada composto, explicando passo a passo:
A) \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}_{3} (acetona)
  • Possui dois grupos metila ( \mathrm{CH}_3) ligados ao carbono carbonílico.
  • Efeito indutivo: cada \mathrm{CH}_3 é levemente doador ( +I), o que reduz um pouco a carga positiva no carbono, tornando-o menos eletrofílico do que um aldeído ou um carbonilo ligado a grupos fortemente retiradores.
  • Não há conjugação π com anel aromático nesse caso, logo falta aquela estabilização por ressonância que “desativa” fortemente o carbonilo.
  • Estérica: metilas são pequenas, pouca dificuldade de aproximação do nucleófilo.
  • Conclusão parcial: pouco desativada por ressonância (porque não há), só ligeiramente desativada por +I; portanto é relativamente reativa entre as opções.
B) \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{COCH}_{3} (acetofenona)
  • Tem um anel fenólico ( \mathrm{C}_6\mathrm{H}_5) ligado ao carbono carbonílico de um lado e um grupo metila do outro.
  • Conjugação/ressonância: o anel aromático está conjugado com a carbonila; existem formas ressonantes que delocalizam carga positiva para o anel, estabilizando a carbonila. Isso diminui a polarização \mathrm{C}^{\delta+}=\mathrm{O}^{\delta-} e, portanto, reduz a facilidade do ataque nucleofílico comparado com um carbonilo não conjugado.
  • Indutivo: o \mathrm{CH}_3 fornece um leve efeito doador por indução, mas o efeito dominante aqui é a desativação por ressonância do anel.
  • Estérica: um metila e um anel — moderada restrição espacial, mas não tão grande quanto dois anéis.
  • Conclusão parcial: menos reativo que a acetona devido à conjugação com o anel; portanto reatividade intermediária.
C) \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{CO}\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5} (benzofenona)
  • Possui dois anéis fenólicos ligados ao carbono carbonílico (simetria: Ph–CO–Ph).
  • Conjugação/ressonância: ambos os anéis podem delocalizar/estabilizar a carga positiva que aparece no carbono carbonílico nas formas ressonantes — a carbonila está fortemente estabilizada por ressonância bilateral. Isso reduz bastante a polarização do carbono e, portanto, sua eletrofilia.
  • Estérica: dois anéis são volumosos e criam grande impedimento estérico para a aproximação do nucleófilo.
  • Indutivo: arilos têm efeito indutivo fraco; o que domina é a ressonância e o impedimento estérico.
  • Conclusão parcial: é o menos reativo entre os três — tanto por forte desativação ressonante quanto por estérica.

Passo 5

Comparação final, juntando tudo:
  • Benzofenona \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{CO}\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}: menor facilidade de adição nucleofílica (desativada por ressonância de dois anéis + grande estérica).
  • Acetofenona \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{COCH}_{3}: desativada por ressonância (um anel) mas menos estérica — reatividade intermediária.
  • Acetona \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}_{3}: sem conjugação aromática, apenas efeito doador fraco de metila; menor estabilização do carbonilo → carbono mais eletrofílico relativo entre os três → maior facilidade de adição.
Portanto, em ordem crescente (do menos fácil ao mais fácil) a adição nucleofílica segue:
\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{CO}\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\;<\;\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{COCH}_{3}\;<\;\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}_{3}.

Resposta

\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{CO}\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}
\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{5}\mathrm{COCH}_{3}
\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}_{3}

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