Qual haleto de alquila é mais reativo numa reação
com o nucleófilo dado? Assuma que os haletos de alquila possuem a mesma estabilidade.
or
Passo 1
O enunciado dá dois haletos de alquila e pede para dizer qual é mais reativo numa reação
com o nucleófilo que foi dado (assuma que o nucleófilo é suficientemente bom e que os haletos têm a mesma estabilidade). As espécies fornecidas são:
A pergunta é: qual desses dois haletos reage mais rapidamente por
?
Passo 2
O que é uma reação
(explicação didática):
significa substituição nucleofílica, bimolecular. Na
o nucleófilo ataca o carbono ligado ao halogénio ao mesmo tempo em que o haleto (grupo deixante) se vai embora. É um mecanismo concertado (num só passo) e o estado de transição tem o nucleófilo parcialmente ligado e o haleto parcialmente desligado. A cinética segue a lei:
onde
é a constante de velocidade,
é a concentração do nucleófilo e
a do substrato (o haleto de alquila). Portanto, para substratos idênticos a habilidade do grupo deixante (LG) influencia fortemente
e, logo, a velocidade.
Passo 3
Fatores que influenciam a velocidade de
(resumo prático e aplicável na prova):
- Estérica: quanto mais simples (menos volumoso) for o carbono atingido, mais rápido a
. Aqui ambos os substratos são primários (mesma estericidade), então essa não diferencia. - Capacidade do grupo deixante: quanto melhor o deixante, mais facilmente sai como ânion e menor é a barreira de ativação da
. Esse é o fator decisivo neste problema. - Solvente e nucleófilo também importam, mas o enunciado pede comparação entre os dois haletos mantendo as demais condições fixas, então comparamos somente a habilidade do halogénio como deixante.
Passo 4
O que torna um halogeneto um bom grupo deixante (aula curta):
- Um bom grupo deixante é um ânion estável depois de sair. Estabilidade do ânion depende de tamanho, polarizabilidade e da força do ácido conjugado.
- Ácido conjugado: quanto mais forte o ácido conjugado
, mais estável é e melhor é o deixante. Por exemplo, é um ácido mais forte que (valor aproximado e ), portanto é mais estável que e é um deixante melhor. - Polarizabilidade: íons maiores (como
) são mais polarizáveis; isso ajuda a estabilizar a carga no estado de transição da , diminuindo a energia de ativação.
Passo 5
Comparação específica entre
e
(aplicando a teoria):
- Ligação carbono–halogénio: a ligação
é mais fraca que . Ligação mais fraca significa que é energeticamente mais fácil quebrá‑la durante a substituição. - Tamanho e polarizabilidade:
é maior e mais polarizável do que ; isso ajuda a estabilizar tanto o ânion que sai quanto o estado de transição, favorecendo a . - Força do ácido conjugado: como mencionado,
é mais forte que , logo é um deixante melhor que .
Passo 6
Conclusão lógica passo a passo:
- Ambos os substratos são primários — mesma estericidade — então o fator steric não altera a comparação.
- A diferença chave é o halogénio ligado:
versus . -
é um dejante melhor por ser maior, mais polarizável, mais estável como ânion e por ser um ácido mais forte. - Ligação
é mais fraca que , logo é mais fácil para o iodo sair durante a . - Portanto o substrato com iodo apresenta uma constante de velocidade efetiva maior e reage mais rápido por
.
Passo 7
Resposta direta e dica para a prova (motivação): para comparar haletos numa
, veja primeiro a estericidade (primário < secundário < terciário) e, se empatados, escolha o que tiver o melhor deixante (tipicamente
). Esse atalho resolve o problema rápido na prova.