3- Por que a energia de ressonância do pirrol ( 21 kcal / mol ) é maior que a do furano (16 kcal / mol )? A resposta deverá conter as formas de ressonância além da explicação.
NH

Passo 1

O enunciado pergunta por que a energia de ressonância do pirrol ( 21 kcal/mol) é maior que a do furano ( 16 kcal/mol). O tema envolve compostos heterocíclicos aromáticos e a energia de estabilidade associada à delocalização eletrônica. Vamos obter as principais formas de ressonância de cada heterociclo e comparar como o par de elétrons não ligante do nitrogênio e do oxigênio contribuem para a aromaticidade.

Passo 2

No pirrol, o par de elétrons não ligante do nitrogênio participa totalmente do sistema pi para completar o sexteto aromático. As principais formas de ressonância são:
Forma A (canônica base): anel aromático com ligações duplas alternadas e o nitrogênio sp^2 com seu par não ligante no orbital p, sem carga formal.
Forma B: o par de elétrons do nitrogênio forma uma ligação dupla com C2, gerando
N^+ e um carbaníon em C3 ( C3^-).
Forma C: a carga negativa se desloca de C3 para C4, resultando em outra forma canônica com N^+ e C4^-.

Passo 3

O nitrogênio é relativamente pouco eletronegativo, de modo que seu par não ligante está disposto a se delocalizar no anel. A formação de N^+ é energeticamente aceitável e a carga positiva fica estabilizada no heteroátomo, preservando a aromaticidade de seis elétrons pi. Isso gera grande ganho de energia (alta energia de ressonância).

Passo 4

No furano, o oxigênio tem dois pares não ligantes, mas apenas um ocupa um orbital p para participar do sistema pi. As principais formas de ressonância são:
Forma A (canônica base): anel com ligações duplas alternadas e o oxigênio com dois pares não ligantes, um em orbital p e outro em orbital sp^2.
Forma B: o par de elétrons no orbital p do oxigênio forma uma ligação dupla com C2, gerando
O^+ e um carbaníon em C3 ( C3^-).
Forma C: a carga negativa migra de C3 para C4, resultando em O^+ e C4^-.

Passo 5

O oxigênio é mais eletronegativo, então seu par não ligante está menos disposto a se delocalizar. A geração de O^+ é mais desfavorável do que de N^+, e apenas um dos pares eletrônicos do oxigênio contribui para a aromaticidade. Isso reduz o ganho de energia por ressonância no furano.

Resposta

A energia de ressonância do pirrol é maior porque o par de elétrons não ligante do nitrogênio, menos eletronegativo, se delocaliza completamente no sistema pi e estabiliza fortemente o anel aromático (formando N^+ relativamente estável em várias formas). No furano, o oxigênio, mais eletronegativo, doa menos seu par de elétrons ao sistema pi e gera O^+ mais instável, resultando em menor energia de ressonância.

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