Os compostos genéricos indicados abaixo são bases de Bronsted-Lowry ou de Lewis. Mostre, comparativamente, qual classe tem caráter básico mais forte. Justifique a sua resposta:
Aldeído alifático (
)
cetona alifática (
)
Aldeído alifático (
Passo 1
O enunciado nos apresenta dois compostos carbonílicos: o aldeído alifático, de fórmula genérica
, e a cetona alifática, de fórmula genérica
. Precisamos classificar cada um segundo Bronsted–Lowry (base como aceitadora de próton) e segundo Lewis (base como doadora de par eletrônico), e comparar o caráter básico de cada classe para dizer qual é mais forte.
Passo 2
Segundo Bronsted–Lowry, uma base é uma espécie que aceita um próton. Tanto o aldeído quanto a cetona têm um oxigênio carbonílico com pares livres, de modo que podem ser protonados em
, gerando o cátion oxônio:
Logo, ambos agem como bases de Bronsted–Lowry.
Passo 3
Segundo Lewis, uma base é um doador de par de elétrons. O oxigênio carbonílico possui dois pares eletrônicos não ligantes que podem ser oferecidos a espécies eletrófilas (prótons ou metais de coordenação). Assim, aldeídos e cetonas também são bases de Lewis, doando par no oxigênio.
Passo 4
Para comparar o caráter básico (seja em Bronsted–Lowry ou em Lewis), avaliamos a densidade eletrônica no oxigênio. Esse valor aumenta conforme o efeito indutivo dos grupos ligados ao carbono carbonílico é mais doador de elétrons.
- No aldeído
, há um grupo (doador) e um hidrogênio (neutro). - Na cetona
, há dois grupos , ambos doadores indutivos.
Portanto, o oxigênio de cetona tem maior densidade eletrônica do que o de aldeído, facilitando tanto a aceitação de
(Bronsted) quanto a doação de par (Lewis).
Passo 5
Uma forma de quantificar a diferença é comparar os pK
dos seus ácidos conjugados (os oxônios formados):
Quanto maior o pK
do ácido conjugado, mais fraco é esse ácido e, consequentemente, mais forte é sua base correspondente. Vemos que
logo a cetona gera um ácido conjugado menos forte e, por isso, é base mais forte que o aldeído.
Resposta
As cetonas alifáticas (
) têm caráter básico mais forte do que os aldeídos alifáticos (
), tanto como bases de Bronsted–Lowry quanto como bases de Lewis, devido ao maior efeito indutivo do segundo grupo
que eleva a densidade eletrônica no oxigênio carbonílico.