Disponha em ordem decrescente de estabilidade
para os carbocátions:
para os carbocátions:
Passo 1
O enunciado pede: “Disponha em ordem decrescente de estabilidade para os carbocátions dados.” Os três carbocátions fornecidos (copiados do enunciado) são:
Objetivo claro: ordenar esses três carbocátions do mais estável para o menos estável.
Passo 2
O que é importante identificar primeiro: o “grau” do carbocátion (primário, secundário, terciário). Regra simples e prática:
- O grau do carbocátions é o número de átomos de carbono diretamente ligados ao carbono que carrega a carga positiva.
- Quanto maior esse número (mais grupos alquila ligados ao carbono positivo), geralmente maior a estabilidade do carbocátion.
Explicando devagar e com carinho:
- Um carbocátion primário (
) tem um carbono ligado a apenas um outro carbono. - Um carbocátion secundário (
) tem o carbono positivo ligado a dois carbonos. - Um carbocátion terciário (
) tem o carbono positivo ligado a três carbonos.
Passo 3
Por que mais substituintes alquila estabilizam o carbocátion? Dois mecanismos principais (fáceis de entender e úteis na prova):
-
Efeito indutivo (
): grupos alquila doam densidade eletrônica por ligação sigma, ajudando a “espalhar” a carga positiva e reduzindo sua intensidade no átomo central. -
Hiperconjugação: é o fenômeno onde ligações
situadas em carbonos adjacentes ao centro positivo interagem com o orbital vazio do carbocátion, distribuindo a carga. Cada ligação que estiver no carbono diretamente ligado ao centro positivo pode “contribuir” com uma estrutura de hiperconjugação. Quanto mais dessas ligações houver, mais estabilização por hiperconjugação.
Importante na prática de prova: contar as hidrogênios nos carbonos diretamente ligados ao centro positivo dá uma boa estimativa do número de estruturas de hiperconjugação (maior número → maior estabilização).
Passo 4
Aplicando as ideias acima aos compostos: primeiro identificamos o grau (número de carbonos ligados ao carbono carregado positivamente) e depois contamos quantos hidrogênios nas posições adjacentes (nos carbonos ligados ao centro) podem participar da hiperconjugação.
Vou analisar cada um com calma e mostrar a contagem das ligações
disponíveis para hiperconjugação (apenas as do carbono diretamente ligado ao centro positivo contam).
Passo 5
Análise do primeiro carbocátion:
- Espécie:
. - O carbono carregado positivamente é o
terminal; ele está ligado a apenas um carbono (o grupo ), então é um carbocátion primário ( ). - O carbono adjacente ligado ao centro positivo é um carbono do tipo
(do grupo isopropil ), que tem hidrogênio. Assim, o número de ligações diretamente disponíveis para hiperconjugação é . - Conclusão parcial: estabilidade baixa (primário) e hiperconjugação fraca (apenas
contribuição).
Passo 6
Análise do segundo carbocátion:
- Espécie:
. - O carbono positivo está ligado a dois carbonos: um grupo metil
e um grupo isopropil . Logo é um carbocátion secundário ( ). - Contagem de hidrogênios nos carbonos ligados ao centro:
- O grupo metil ligado ao centro tem
hidrogênios ( possíveis hiperconjugações). - O grupo isopropil ligado ao centro é um carbono
(o carbono diretamente ligado ao centro tem hidrogênio), que contribui com hiperconjugação.
- O grupo metil ligado ao centro tem
- Total de hiperconjugação aproximada:
ligações participando. - Conclusão parcial: estabilidade intermediária (secundário) com algumas hiperconjugações (
).
Passo 7
Análise do terceiro carbocátion:
- Espécie:
. Interpretação: o carbono positivo está ligado a três grupos carbônicos: um (à esquerda), outro (o que aparece entre parênteses) e um grupo etil (à direita). Logo é um carbocátion terciário ( ). - Contagem de hidrogênios nos carbonos ligados ao centro:
- Cada grupo metil ligado diretamente contribui com
hidrogênios: . - O grupo etil ligado diretamente contribui através do seu carbono
(o carbono diretamente ligado ao centro é ), que tem hidrogênios.
- Cada grupo metil ligado diretamente contribui com
- Total de hiperconjugação aproximada:
ligações participando. - Conclusão parcial: maior estabilidade (terciário) e clara maior hiperconjugação (
contribuições).
Passo 8
Juntando tudo: regra prática e verificação numérica
- Efeito indutivo e hiperconjugação favorecem mais substituição por grupos alquila.
- Contagens obtidas: terceiro carbocátion →
hiperconjugações (terciário), segundo → (secundário), primeiro → (primário). - Portanto, pela combinação das razões físicas (mais grupos alquila → mais doação indutiva e mais hiperconjugação), a ordem esperada de estabilidade é: o terceiro (mais estável) > o segundo (intermediário) > o primeiro (menos estável).
Passo 9
Resumo rápido, motivacional: você já viu o truque: identificar o grau (quantos carbonos ligados ao centro) e contar os hidrogênios nos carbonos ligados ao centro para estimar hiperconjugação. Na prova, isso resolve a maioria dos casos sem tabelas chatas — e você ainda fica com tempo pra respirar fundo. Vai dar certo!