Escreva as estruturas de ressonância para as seguintes moléculas e indique em cada estrutura o contribuinte mais estável.
b)
Anilina
b)
Anilina
Passo 1
O enunciado pede: escrever as estruturas de ressonância da anilina e indicar qual é o contribuinte mais estável.
Informações dadas/úteis: anilina = aminobenzeno, fórmula . A função amino (
) tem um par de elétrons não ligantes no nitrogênio que pode (ou não) ser conjugado com o anel aromático. Vou listar e explicar as principais estruturas de ressonância canônicas que aparecem quando esse par do N interage com o sistema π do anel.
Informações dadas/úteis: anilina = aminobenzeno, fórmula
Passo 2
O que é ressonância, de maneira prática e rápida (aulas 1 em 1 minuto): ressonância é representar uma mesma molécula por várias estruturas canônicas que diferem apenas na posição dos elétrons π e dos pares isolados, não na posição dos átomos. Regras importantes para julgar estabilidade de contribuintes:
- Contribuintes sem cargas formais são, em geral, mais estáveis.
- Contribuintes que respeitam o octeto dos átomos são melhores.
- Menos separação de cargas é preferível (menos cargas opostas separadas).
- Se um contribuinte quebra a aromaticidade, ele é muito desfavorecido.
- Quando há cargas, é melhor que cargas negativas apareçam em átomos mais eletronegativos; cargas positivas em átomos menos eletronegativos são menos desfavoráveis.
Usando essas regras vamos comparar os contribuintes da anilina.
Passo 3
Contribuinte principal (o mais estável) — estrutura neutra:
Descrevo: anel benzênico normal (padrão de dois conjuntos de ligações duplas, ou o hexágono aromático), ligado em uma posição a um grupo . O nitrogênio tem seu par não ligante mostrado como
(par livre). Não há cargas formais. Este é o contribuinte que chamamos de “forma neutra” ou “forma com par de elétrons no N”. É o principal porque não tem separação de cargas e todos os átomos têm octeto satisfeito.
Descrevo: anel benzênico normal (padrão de dois conjuntos de ligações duplas, ou o hexágono aromático), ligado em uma posição a um grupo
Texto da estrutura A (principal): anel aromático —
com par livre no
(
). Contribuinte sem carga formal — mais estável.
Passo 4
Contribuintes secundários — delocalização do par do nitrogênio para o anel (formas com carga):
Quando o par do é doado para formar uma ligação dupla com o carbono do anel adjacente, o
fica com carga formal
(isto é,
) e uma carga negativa aparece em um dos carbonos do anel (essa carga negativa pode ser localizada em posições orto ou para em relação ao substituinte). Essas formas são geradas movendo o par do N para formar
, e depois deslocando os π elétrons do anel para acomodar a nova dupla — as setas curvas seguem essa sequência. Todas essas formas ainda têm o anel com conjugação, mas agora existe separação de cargas (
e um carbono com carga
).
Quando o par do
Escrevendo as três formas equivalentes (descrição):
- Estrutura B1: ligação dupla entre
e o carbono adjacente (N com carga , com carga no carbono orto 1). - Estrutura B2: semelhante, mas a carga negativa está no outro carbono orto (orto 2).
- Estrutura B3: carga negativa localizada no carbono para (posição para ao grupo amino).
Coloquei em palavras porque não estamos desenhando, mas essas três são as principais formas com carga e são interconversíveis por movimento de elétrons π ao longo do anel.
Passo 5
Como desenhar as setas (pra você saber fazer na prova): comece com o par não ligante do
e faça uma seta curva apontando para a ligação
(isso cria a dupla
e deixa
). Em seguida, para acomodar a dupla extra, mova a dupla adjacente do anel para o próximo link, e assim por diante — isso desloca a densidade eletrônica até que um dos carbonos termine com carga
(ortho ou para). Repita o raciocínio para obter as três posições possíveis (dois orto e um para).
Passo 6
Quinoide/imina (forma menos importante):
Se você deslocar elétrons mais longe, existe uma forma em que o padrão de duplas do anel se altera de modo que a aromaticidade é perdida localmente — resultando em uma estrutura tipo “quinoide” (imino-quinona), onde as duplas ficam rearranjadas e o nitrogênio está . Essa forma quebra a aromaticidade do anel e, por isso, é muito pouco contribuinte — aparece em livros como uma forma canônica menor para explicar algumas propriedades, mas é energeticamente desfavorável.
Se você deslocar elétrons mais longe, existe uma forma em que o padrão de duplas do anel se altera de modo que a aromaticidade é perdida localmente — resultando em uma estrutura tipo “quinoide” (imino-quinona), onde as duplas ficam rearranjadas e o nitrogênio está
Passo 7
Comparando estabilidade entre as formas:
- A forma neutra (par livre no
) é a mais estável (maior contribuinte) — por não envolver cargas formais e por preservar perfeitamente o anel aromático. - As formas com
e um carbono com carga (ortho/para) são menos estáveis; elas têm separação de cargas e colocam carga negativa em carbono (menos favorável). Entre essas três, orto e para são semelhantes em energia, embora a estabilização por ressonância do substituinte e efeitos estéricos/indutivos finos possam fazer pequenos desvios — para efeitos de prova, considere-as equivalentes e todas menores que a forma neutra. - A forma quinoide (que quebra aromaticidade) é a mais instável entre as que discutimos e, portanto, contribui muito pouco.
Passo 8
Resumo didático rápido para a prova (o que você deve escrever/mostrar):
- Desenhe a estrutura neutra com
ligada ao anel — marque como contribuinte majoritário. - Mostre as três estruturas com
(ligação dupla ) e carga nos carbonos orto/para (três formas canônicas) — marque como contribuintes menores. - Opcionalmente, desenhe a forma quinoide e diga que é muito menos importante por quebrar aromaticidade.
Resposta
Estrutura majoritária: anel aromático ligado a
(par livre no
) — contribuinte mais estável.
Contribuintes menores: três formas com (dupla
) e carga
em cada uma das posições orto e para (ortho, ortho, para).
Contribuinte muito menor: forma quinoide/imina que quebra a aromaticidade.
Contribuintes menores: três formas com
Contribuinte muito menor: forma quinoide/imina que quebra a aromaticidade.