Escreva a estrutura de ressonância contribuinte e do hibrido de ressonância para cada uma das espécies a seguir:
[C]c1ccccc1
[C]c1ccccc1
Passo 1
O que o enunciado pede: escrever as estruturas de ressonância contribuinte e o híbrido de ressonância para a espécie indicada:
.
Informações dadas / interpretação: peguei do enunciado a string . Vou interpretar essa fórmula como o radical benzílico (ou seja, um carbono benzílico com um elétron desemparelhado ligado a um anel fenil): o grupo ligado ao anel é um carbono com elétron não pareado — a espécie comumente chamada de radical benzílico,
(onde Ph = anel fenil). Se você queria outra interpretação (ex.: carbene, cátion etc.), avise; aqui sigo a interpretação mais comum para esse SMILES.
Informações dadas / interpretação: peguei do enunciado a string
Passo 2
Conceito rápido e importante (aula prática):
- Ressonância significa que uma espécie real é descrita por uma mistura (híbrido) de várias estruturas contribuientes (fórmulas de valência) que diferem apenas na distribuição dos elétrons, não na posição dos núcleos.
- Para radicais usamos setas de meia-cura (setas “fisga”, ou seja, setas de um só traço) para mover elétrons isolados; movemos apenas UM elétron por seta.
- No radical benzílico, o elétron desemparelhado no carbono benzílico pode se delocalizar no sistema π do anel aromático, gerando contribuidores onde o elétron fica localizado em posições orto e para do anel. Essa delocalização estabiliza o radical.
Passo 3
Numeração e preparação para desenhar os contribuidores:
- Numero o anel como segue para falar com clareza: o carbono do anel ligado ao substituinte benzílico é o carbono ipso; os dois carbonos adjacentes são orto (vou chamar de C2 e C6), o carbono oposto é para (C4), e os intermediários são meta (C3 e C5). O carbono benzílico (o substituinte) chamarei de Cb.
- O contribuinte inicial (o dado) tem o elétron desemparelhado em Cb; os outros contribuidores surgem quando esse elétron se desloca para dentro do anel, formando uma ligação dupla entre Cb e o carbono ipso e deslocando pares π no anel, o que coloca o elétron não pareado em um carbono do anel (orto ou para).
Passo 4
Desenho e descrição passo a passo dos principais contribuidores de ressonância:
Vou listar os contribuidores com descrição clara (quem tem o elétron desemparelhado em qual átomo e como ficam as ligações π do anel).
Vou listar os contribuidores com descrição clara (quem tem o elétron desemparelhado em qual átomo e como ficam as ligações π do anel).
-
Contribuinte A — radical no carbono benzílico (contribuinte principal): o arranjo é o anel aromático intacto e o substituinte benzílico com o elétron desemparelhado em
. Em notação simplificada: . Aqui o anel permanece aromático e é a estrutura mais estável dentre as contribuientes individuais. -
Contribuinte B — radical no carbono orto (C2): ao mover um elétron isolado de
para o sistema π, forma-se uma ligação dupla entre e o carbono ipso e ocorrem rearranjos de duplas no anel que deixam um elétron não pareado em C2 (um carbono orto). Resultado: anel com um sistema de ligações tipo cicloadieno (ou seja, perde-se momentaneamente a aromaticidade na estrutura de ressonância) e o radical localizado em C2. -
Contribuinte C — radical no carbono para (C4): a mesma movimentação de elétron, seguida de outro deslocamento de par π, coloca o elétron não pareado em C4 (posição para). Estrutura não aromática como contribuinte isolado, radical em C4.
-
Contribuinte D — radical no outro carbono orto (C6): análogo a B, mas no outro orto (equivalente simetricamente ao B).
Observações sobre esses contribuidores: B e D são equivalentes entre si (dois orto equivalentes) e C (para) é também um contribuinte válido. Os contribuidores que colocam o radical em posições meta (C3, C5) não são formados diretamente por simples deslocamento do elétron benzílico e, portanto, são de contribuição negligenciável nesse caso.
Passo 5
Como desenhar os movimentos eletrônicos (prática para prova):
- Comece na estrutura A (radical em
). Faça uma seta-fisga partindo do elétron desemparelhado em para formar a ligação . Ao mesmo tempo, mova um elétron de uma ligação adjacente do anel para o átomo de carbono seguinte, e assim por diante, até que o elétron desemparelhado apareça no átomo alvo (orto ou para). Em cada passo você desenha UMA seta-fisga por elétron deslocado. - Verifique conservação: número total de elétrons e carga não mudam; apenas a localização do elétron não pareado e das ligações π muda.
Passo 6
Avaliação qualitativa da importância relativa dos contribuidores:
- O contribuinte A (radical em
com o anel aromático intacto) é geralmente o contribuinte mais importante, porque preserva a aromaticidade do anel. - Os contribuidores B, C e D (radical no anel) são energeticamente menos favoráveis isoladamente porque, nessas estruturas individuais, a aromaticidade do anel fica perdida (o anel torna-se um sistema cicloadieno parcial). Por isso eles são contribuidores menores, porém não nulos — é essa mistura que dá a estabilização por ressonância ao radical benzílico.
- Conclusão prática para prova: espere desenhar 4 contribuidores principais (benzílico + dois orto equivalentes + para), e diga que o híbrido tem maior densidade de elétron não pareado em
e densidade menor, porém significativa, em orto/para.
Passo 7
Descrição do híbrido de ressonância (como desenhar e como interpretar na prova):
- No híbrido você representa o elétron não pareado como parcialmente distribuído entre
, C2, C4 e C6. Em desenhos, costuma-se indicar isso com pontos de meia-carga ou traços pontilhados, ou então escrever que “o radical está delocalizado sobre o grupo benzílico; maior densidade em , menor em orto/para”. - Em linguagem concreta: o híbrido = mistura de A, B, C, D; aromaticidade do anel é preservada no híbrido (porque o contribuinte A tem grande peso), mas o híbrido mostra um espalhamento parcial do elétron sobre o anel que estabiliza a espécie.
Resposta
Contribuintes de ressonância (descritos):
(i) Contribuinte A: radical no carbono benzílico — (anel aromático intacto).
(ii) Contribuinte B: radical no carbono orto (C2) — ligação dupla formada entre e o ipso; elétron não pareado em C2.
(iii) Contribuinte C: radical no carbono para (C4) — elétron não pareado em C4 após deslocamentos π.
(iv) Contribuinte D: radical no outro carbono orto (C6) — equivalente a (ii).
(i) Contribuinte A: radical no carbono benzílico —
(ii) Contribuinte B: radical no carbono orto (C2) — ligação dupla formada entre
(iii) Contribuinte C: radical no carbono para (C4) — elétron não pareado em C4 após deslocamentos π.
(iv) Contribuinte D: radical no outro carbono orto (C6) — equivalente a (ii).
Híbrido de ressonância: mistura desses contribuidores; elétron não pareado delocalizado principalmente em
com densidade parcial estendida às posições orto e para do anel (maior contribuição do contribuinte A; B, C, D são contribuidores menores).