Que haleto de alquila de cada par abaixo você espera que reaja mais rapidamente através de um mecanismo
? Justifique sua resposta.
ou
ou
Passo 1
O enunciado pergunta: “Que haleto de alquila de cada par abaixo reage mais rapidamente por um mecanismo
?”\n
As duas opções dadas (em SMILES) são:
e
.\n
Dados importantes que o enunciado fornece (ou que podemos ler diretamente dos SMILES):
As duas opções dadas (em SMILES) são:
Dados importantes que o enunciado fornece (ou que podemos ler diretamente dos SMILES):
-
corresponde à estrutura condensada (é um haleto primário com ramificação no carbono adjacente — chamado “isobutilo-Cl”). -
corresponde à estrutura condensada (é um haleto primário sem ramificações — “n-butila-Cl”).\n
O que o problema pede: escolher qual desses dois haletos sofre a substituição nucleofílica bimolecular () mais rapidamente e justificar.
Passo 2
O que é o mecanismo
e por que importa aqui (aula curta e prática).\n
- Em
o ataque do nucleófilo e a saída do grupo de saída acontecem num único passo concertado. Não há intermediário estável: forma-se um estado de transição em que o carbono alvo está parcialmente ligado ao nucleófilo e ao grupo de saída ao mesmo tempo.\n - A cinética é bimolecular; a velocidade depende tanto da concentração do substrato quanto do nucleófilo:
- Geometricamente, o nucleófilo ataca pela “traseira” (backside) oposta ao grupo de saída, resultando na inversão da configuração (inversão de Walden) se o carbono for quiral.\n
Por que isso importa para comparar os dois compostos: o nucleófilo precisa acesso livre ao carbono ligado ao halogênio para se aproximar e formar o estado de transição. Tudo que bloqueie esse acesso (estoricamente) torna a reação mais lenta.
Passo 3
Fatores que influenciam a velocidade de
(resumo didático, para usar na hora da prova):
- Estereoquímica / impedimento estérico no carbono atacado e nos carbonos vizinhos: quanto menos volumoso ao redor do carbono ligado ao halogênio, mais rápida a
. - Grupo de saída: melhor grupo de saída acelera; aqui ambos têm o mesmo grupo de saída (
), então esse fator cancela. - Força do nucleófilo, solvente, temperatura etc.: assumimos condições iguais para comparar apenas os substratos.\n
Classicamente, ordem de reatividade em:
Explicação prática: um haleto primário sem ramificação oferece menos bloqueio ao ataque do nucleófilo do que um primário cuja vizinhança possui substituintes volumosos.
Passo 4
Aplicando tudo isso aos dois compostos do enunciado (passo a passo bem mastigado).\n
- Ambos são haletos primários porque o átomo de carbono ligado ao cloro é um carbono secundário? Não — verificar: no isobutilo
o carbono com o é (portanto 1°); no n-butila também o carbono com o é (1°). Ambos são primários.\n - Diferença estrutural chave: em
há um grupo metila ligado ao carbono adjacente ( -carbon). Esse metila está próximo do centro de reação e aumenta a impedância estérica na aproximação do nucleófilo ao carbono portador do cloro.\n - Em
(n-butila) o entorno do carbono com é linear e menos congestionado — há mais espaço para o nucleófilo realizar o ataque traseiro.\n
Conclusão lógica: mesmo sendo ambos primários, o haleto primário não ramificado () permite um ataque nucleofílico mais fácil e, portanto, reage mais rápido por do que o primário ramificado (isobutilo).
Passo 5
Exemplos adicionais e regras práticas para decorar (útil para a prova)\n
- Um exemplo extremo:
(neopentila) é primário, mas muito lento em por bloqueio estérico — serve pra lembrar que “primário” não garante rapidez: a vizinhança importa.\n - Regra mnemônica: quanto mais espaço livre ao redor do carbono ligado ao halogênio (especialmente na direção oposta ao grupo de saída), mais rápida será a
.\n
Dica de prova: se em uma comparação todos têm o mesmo halogênio e as mesmas condições, apenas olhe para o congestionamento estérico perto do átomo de carbono que será atacado.
Passo 6
Resposta final, curta e direta (aqui está o porquê em uma frase para te animar):
(
) reage mais rápido por
porque é menos impedida estéricamente ao redor do carbono que será atacado do que
(
).\n
Força: confia — essa comparação de “primário não ramificado > primário ramificado” cai bastante em prova. Você já tem a justificativa conceitual para escrever lá.
Força: confia — essa comparação de “primário não ramificado > primário ramificado” cai bastante em prova. Você já tem a justificativa conceitual para escrever lá.
Resposta
CCCCCl (1-clorobutano)