Coloque os seguintes compostos ou ânions de cada grupo em ordem crescente de basicidade. Para cada grupo, apresente uma explicação para a ordem estabelecida.
(a)
(b)
(c)
(d)
N-
ON-O
ON-
Passo 1
O enunciado pede para ordenar diversos ânions e compostos neutros em ordem crescente de basicidade. O conteúdo principal envolve entender que a basicidade de uma espécie é inversamente proporcional à estabilidade de seu ânion conjugado e que podemos usar o valor de pKa de seu ácido conjugado como indicador: quanto maior o pKa do ácido conjugado, mais forte é a base.
Passo 2
A teoria que vamos aplicar é a seguinte:
A força de uma base está ligada à facilidade com que ela aceita um próton.
Espécies cujo ânion conjugado é mais estabilizado (por ressonância, efeito indutivo, etc.) são bases mais fracas.
O pKa do ácido conjugado dá uma medida dessa estabilização: ácido com pKa baixo gera base muito fraca; ácido com pKa alto gera base forte.
Passo 3
Item (a): temos H3C^-, H2N^-, HO^- e F^-. Seus ácidos conjugados e pKa aproximados são
Portanto, em ordem crescente de basicidade: NO3^-<colonCequivNcolon<HO^-<H2N^-
Passo 6
Item (d): são três ânions nitrogenados dados por SMILES:
Anião de indolina (fusão benzênica com cicloadiclina): negativo em um N sem carbonila.
Anião de ftalimida: N ladeado por duas carbonilas aromáticas.
Anião de isoindolinona: N ladeado por uma carbonila e conjugado com um anel benzênico.
Quanto mais carbonilas adjacentes ao nitrogênio, maior a estabilização por ressonância e, portanto, menor a basicidade. Assim, de menor para maior basicidade: anião de ftalimida < anião de isoindolinona < anião de indolina.