1. MOSTRE O QUE ESTABILIZA OU DESESTABILIZA OS INTERMEDIÁRIOS DE REAÇÃO (explique os efeitos de ressonância e indutivo, de doar ou puxar elétrons, em cada tipo de intermediário).

Passo 1

O enunciado pede para identificar, em cada tipo de intermediário de reação (carbocátion, carbanion, radical e carbeno), quais efeitos estruturais os estabilizam ou desestabilizam, explorando os mecanismos de ressonância, efeito indutivo e a capacidade de doação ou retirada de elétrons pelos substituintes. Vamos aplicar conceitos de química orgânica envolvendo distribuição de carga, hiperconjugação, ressonância e polarização por indução.

Passo 2

No caso do carbocátion (espécie com carga positiva \mathrm{C}^+), a estabilidade cresce quando a densidade positiva se distribui ou é compensada por grupos que doam elétrons.
– Hiperconjugação: substituintes alquilares liberam densidade por sobreposição de seus ligantes C–H com o orbital vazio do carbocátion. Assim, ordem de estabilidade é terciário > secundário > primário > metílico.
– Ressonância: se o carbocátion estiver adjacente a um sistema \pi (ex.: benzílico ou alílico), a carga pode ser delocalizada em mais de um átomo, aumentando muito a estabilidade.
– Efeito indutivo: grupos com caráter doador de elétrons ( +I) empurram densidade para o centro deficiente; grupos retorcedores ( -I) retiram densidade e desestabilizam.

Passo 3

Para o carbanion (espécie com carga negativa \mathrm{C}^-), vale o princípio inverso: a carga deve ser retirada ou delocalizada para estabilizar.
– Ressonância: se o ânion estiver conjugado a um grupo carbonila ou a um anel aromático, a carga negativa se espalha e a espécie fica mais estável (ex.: enolatos, fenolatos).
– Efeito indutivo: substituintes com -I (–N O_{2}, –C F_{3}, halogênios) puxam densidade eletrônica, aliviando o excesso negativo; grupos doadores ( +I) empurram elétrons e agravam a concentração de carga, desestabilizando.
– Hiperconjugação em carbanions é pouco efetiva para estabilizar; de fato, uma maior substituição alquilar tende a desestabilizar ( \mathrm{R}_3\mathrm{C}^- mais instável que metil).

Passo 4

No radical livre (espécie neutra com um elétron desemparelhado \mathrm{C}^\bullet), a estabilidade também decorre de delocalização ou doação parcial de densidade:
– Hiperconjugação: mais grupos alquilares significam mais hidrogênios disponíveis para interagir com o orbital semipreenchido, logo radicais terciários são mais estáveis que secundários, primários e metílicos.
– Ressonância: radicais benzílicos e alílicos podem espalhar o elétron desemparelhado por anéis ou duplas ligações, muito estáveis.
– Efeito indutivo: grupos doadores ( +I) doam densidade ao radical, estabilizando-o; grupos retiradores ( -I) puxam elétrons e tornam o radical mais reativo e desestabilizado.

Passo 5

Carbenos (espécies neutras \mathrm{C} com dois substituintes e par de elétrons ou dois elétrons desemparelhados) podem ser singlete ou triplete:
– Carbeno singlete: tem um orbital vazio e um par de elétrons emparelhados; é estabilizado por grupos capazes de doar elétrons por ressonância ou efeito indutivo de doação ( +I), pois esses grupos supririam o orbital vazio.
– Carbeno triplete: tem dois elétrons desemparelhados; as interações de hiperconjugação e doação de elétrons por substituintes são menos eficazes, mas grupos retiradores ( -I) podem delocalizar parcialmente a densidade dos elétrons não emparelhados, reduzindo a energia.

Resposta

Resumo das principais tendências de estabilização/desestabilização:
Carbocátion ( \mathrm{C}^+)
\bullet Estabiliza: hiperconjugação (terciário > \ldots), ressonância (alílico, benzílico), grupos +I \bullet Desestabiliza: grupos -I, falta de delocalização
Carbanion ( \mathrm{C}^-)
\bullet Estabiliza: ressonância (enolato, fenolato), grupos -I \bullet Desestabiliza: grupos +I, alta substituição alquilar
Radical ( \mathrm{C}^\bullet)
\bullet Estabiliza: hiperconjugação (terciário > \ldots), ressonância (benzílico, alílico), grupos +I \bullet Desestabiliza: grupos -I, ausência de delocalização
Carbeno
\bullet Singlete: estabiliza por doação de elétrons ( +I) e ressonância
\bullet Triplete: estabiliza levemente por grupos retiradores ( -I)

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