Quais, dentre os compostos listados a seguir, você espera que apresentem em suas estruturas ligação de hidrogênio intramolecular? Explique sua resposta.
ácido 2-hidroxibenzoico

Passo 1

O que o enunciado pede: responder se o composto listado — ácido 2-hidroxibenzoico — apresenta ligação de hidrogênio intramolecular e explicar por quê.
Informações dadas (explicitadas): o composto é o ácido 2-hidroxibenzoico (nome comum: ácido salicílico). Sua fórmula molecular é \text{C}_7\text{H}_6\text{O}_3. A posição 2 indica que o grupo \text{OH} está em posição orto em relação ao grupo \text{COOH} no anel benzênico.

Passo 2

O que é ligação de hidrogênio (aula rápida e prática):
  • Ligação de hidrogênio é uma interação eletrostática forte entre um átomo de hidrogênio ligado a um átomo eletronegativo (doador: tipicamente \text{O–H} ou \text{N–H}) e um átomo com pares de elétrons (aceptor: tipicamente \text{O} ou \text{N}).
  • Em notação curta, vemos coisas do tipo \text{O–H}\cdots\text{O} ou \text{N–H}\cdots\text{O}. O ponto triplo ( \cdots) representa a interação de hidrogênio.
  • Ligação de hidrogênio intramolecular ocorre quando o doador e o aceitador estão na mesma molécula e suficientemente próximos para interagir formando um “pseudociclo” interno. Isso altera conformação, estabilidade e propriedades físico-químicas da molécula.

Passo 3

Critérios práticos para prever ligação de hidrogênio intramolecular (guia passo a passo que você pode usar na prova):
  1. Identifique doadores de H na mesma molécula: grupos \text{OH} ou \text{NH} (procure H ligado a O ou N).
  2. Identifique possíveis aceitadores: átomos com pares não ligantes (oxigênios de carbonila, oxigênios de éter, nitrogênios livres, oxigênios de nitro etc.).
  3. Verifique se o doador e o aceitador estão posicionados de modo a formar um anel de tamanho favorável — normalmente anéis de 5 ou 6 membros (pseudociclos) são geometricamente e energeticamente favorecidos. Para isso, mentalmente “feche” o caminho ligando os átomos entre o doador e o aceitador contando os átomos envolvidos; se der 5 ou 6 costuma dar ligação intramolecular viável.
  4. Considere a rigidez da estrutura (anéis aromáticos favorecem posições orto para contatos curtos) e a possibilidade geométrica (se há impedimento estérico, a ligação pode não ocorrer).

Passo 4

Aplicando o critério ao ácido 2-hidroxibenzoico (explicação detalhada e sem pular etapas):
  • Escrevendo a composição funcional: a molécula tem um anel benzênico com um grupo \text{COOH} e, em posição orto, um grupo \text{OH}. Posso representar a parte funcional como \text{Ar–COOH} com \text{OH} em orto: ou seja, \text{C}_7\text{H}_6\text{O}_3 com \text{OH} adjacente ao \text{COOH}.
  • Quem é o doador? O grupo \text{OH} do substituinte hidroxila tem um hidrogênio ligado ao oxigênio — logo é um doador claro: \text{OH} → doador.
  • Quem é o aceitador? O oxigênio carbonílico ( =\text{O}) do grupo \text{COOH} tem pares eletrônicos não ligantes e é um bom aceitador. Note que o oxigênio da hidroxila também tem pares, mas aqui o aceitador relevante para intramolecular é o oxigênio carbonílico (mais eletronegativo e com densidade de carga).
  • Estão estes dois grupos suficientemente próximos? Sim: como são orto no anel aromático, a distância geométrica entre o H da hidroxila e o oxigênio carbonílico é curta — exatamente a situação favorável.
  • Contagem do pseudociclo (como verificar no rascunho da prova): se você seguir o caminho que fecha a interação entre os dois oxigênios passando pelos átomos que ligam ambos, obtém um anel interno de tamanho favorável (normalmente descrito na literatura como um pseudociclo de seis membros). Isso significa baixa tensão e boa geometria para a interação \text{O–H}\cdots\text{O}= \text{C}. Em linguagem prática: “ortho + carbonila” → tende a formar H-bond intramolecular que fecha um anel de 6 membros.
  • Conclusão técnica: a hidroxila orto pode formar uma ligação de hidrogênio intramolecular com o oxigênio carbonílico do grupo \text{COOH}, resultando em uma conformação estabilizada por essa interação.

Passo 5

Consequências e observações úteis para a prova (por que isso importa e como reconhecer rápido):
  • Essa ligação intramolecular estabiliza uma conformação fechada (pseudocíclica) da molécula; por isso o ácido 2-hidroxibenzoico costuma ter menos tendência a formar emparelhamentos intermoleculares via \text{O–H} com outras moléculas (isso afeta pontos de fusão/ebulição e solubilidade).
  • Em provas, sempre que vir um grupo \text{OH} ou \text{NH} em posição orto em anéis aromáticos próximos a carbonila ou nitro, suspeite de H-bond intramolecular. Compare com isômeros para confirmar: por exemplo, ácido 4-hidroxibenzoico (para para) não forma H-bond intramolecular eficaz porque os grupos estão muito distantes (forma H-bond intermolecular preferencialmente).

Resposta

Sim — o ácido 2-hidroxibenzoico apresenta ligação de hidrogênio intramolecular entre o grupo \text{OH} em posição orto e o oxigênio carbonílico do grupo \text{COOH}, formando um pseudociclo (anel intramolecular) favorecido geometricamente.

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