Coloque os compostos abaixo em ordem de reatividade para o ataque de nucleófilos, justifique.
Passo 1
O enunciado pede: “Coloque os compostos abaixo em ordem de reatividade para o ataque de nucleófilos, justifique.” Os dois compostos dados (peguei-os do enunciado) são:
- SMILES:
CC=O— que é o aldeído etanal, fórmula estrutural. - SMILES:
CC\text{(C)}=O— que é a cetona propanona (acetona), fórmula estrutural.
O que precisa ser entregue: uma ordem de reatividade (qual é mais reativo ao ataque de nucleófilos?) e a justificativa detalhada.
Passo 2
Entender o mecanismo básico: como o nucleófilo ataca um grupo carbonila.
- A carbonila (
) é polar: o oxigênio é mais eletronegativo que o carbono, então a ligação é polarizada com uma carga parcial negativa no oxigênio e uma carga parcial positiva no carbono. Escrevendo isso de forma curtinha:
- O nucleófilo (espécie rica em elétrons) ataca o carbono
formando um intermediário tetraédrico (adição nucleofílica à carbonila). Logo, quanto mais positivo (electrofílico) estiver esse carbono, mais fácil/rápido é o ataque do nucleófilo.
Passo 3
Efeito eletrônico (principal razão): doação de elétrons por grupos alquila.
- Grupos alquila doam densidade eletrônica por efeito indutivo e por hiperconjugação. Isso reduz a carga positiva parcial no carbono carbonílico, tornando-o menos eletrofílico.
- Comparação direta:
- No aldeído
o carbono carbonila tem um grupo alquila e um hidrogênio ( ). - Na cetona
o carbono carbonila tem dois grupos alquila e .
- No aldeído
- Conclusão eletrônica: a cetona recebe mais doação de elétrons (dois
) do que o aldeído (um + ), logo o carbono da cetona é menos positivo e menos eletrofílico. Assim, por efeito eletrônico puro, o aldeído é mais reativo ao nucleófilo que a cetona.
Passo 4
Efeito estérico (segunda razão importante): bloqueio da aproximação do nucleófilo.
- O nucleófilo precisa se aproximar do carbono carbonílico para doar elétrons. Grupos volumosos próximos ao carbono atrapalham essa aproximação (maior energia de ativação).
- A cetona
é mais “bloqueada” (tem dois grupos metila próximos) do que o aldeído (onde um dos substituintes é apenas um hidrogênio, muito pequeno). - Conclusão estérica: a cetona é mais impedida estericamente, reduzindo ainda mais sua reatividade relativa.
Passo 5
Junção das duas razões (eletrônica + estérica) e regra prática:
- Eletrônica: aldeídos > cetonas (menor doação eletrônica → carbono mais eletrofílico).
- Estérica: aldeídos > cetonas (menos impedimento → nucleófilo ataca mais facilmente).
- Portanto, as duas contribuições apontam no mesmo sentido: os aldeídos (como
) são mais reativos que as cetonas (como ) frente a ataques nucleofílicos ao carbono carbonílico. - Observação prática para prova: lembre-se da ordem típica de reatividade para adições nucleofílicas a carbonilas sem efeitos especiais —
(formal) > aldeídos > cetonas, porque formaldeído tem zero grupos alquila, aldeídos têm um e cetonas dois.
Passo 6
Exemplo rápido e dica de prova (mastigada):
- Se na prova aparecerem substituintes que retiram elétrons (ex.:
, haletos eletronegativos), esses aumentam a reatividade (tornam o carbono mais positivo). Se aparecerem doadores fortes (ex.: grupos alquila maiores, grupos OR), diminuem a reatividade. - Regra rápida para lembrar na hora: “mais doadores = menos reativo; mais espaço = mais reativo” — invertendo: menos doadores e menos impedimento = mais reativo.
Resposta
CC=O > CC(C)=O