Ordene os seguintes alcenos de acordo com (a) suas estabilidades relativas, (b) reatividade perante reações de hidrogenação. Justifique suas respostas.

trans-3-hexeno; 1-hexeno; 2-metil-2-penteno; cis-2-hexeno; 2,3 -dimetil-2-buteno

Passo 1

O enunciado pede duas ordenações para o mesmo conjunto de alcenos:
  • (a) ordenar os alcenos por suas estabilidades relativas (do mais estável ao menos estável);
  • (b) ordenar os alcenos pela reatividade perante hidrogenação (do mais reativo ao menos reativo).
Os alcenos a ordenar são:
  • trans-3-hexeno
  • 1-hexeno
  • 2-metil-2-penteno
  • cis-2-hexeno
  • 2,3-dimetil-2-buteno
Informações úteis (fornecidas pelo enunciado): só os nomes das moléculas. Não há dados numéricos de energias, portanto a comparação será qualitativa, baseada em princípios gerais de estabilidade de alcenos e no fato conhecido de que a reatividade em hidrogenação é (em geral) inversamente relacionada à estabilidade do alceno.

Passo 2

Conceitos fundamentais (aula rápida e direta, com jeitinho de amigo):
  1. Critério principal de estabilidade de alcenos: grau de substituição do carbono da dupla e efeitos estéricos.
    • Alquenos mais substituídos (mais grupos alquila ligados aos carbonos da dupla) são mais estáveis. Isso vem de hiperconjugação e efeito indutivo dos grupos alquila que doam densidade eletrônica para a dupla, estabilizando-a.
    • Em termos simples, a regra empírica é: tetrasubstituído \!> trissubstituído \!> dissubstituído \!> monossubstituído \!> etileno (substituição zero).
    • Além disso, quando dois alcenos têm o mesmo grau de substituição, a conformação trans costuma ser mais estável que a cis, porque o isômero cis sofre maior tensão estérica entre substituintes próximos.
  2. Como contar “substituição”: conta-se o número total de grupos alquila (átomos de carbono) diretamente ligados aos dois carbonos da dupla (exclui-se a ligação carbono–carbono entre os dois átomos da dupla). Exemplos rápidos:
    • Um alceno monossubstituído tem 1 grupo alquila ligado à dupla (ex.: 1-hexeno).
    • Um alceno dissustituído tem 2 grupos alquila no total (p.ex.: trans-3-hexeno, cis-2-hexeno).
    • Trissubstituído tem 3; tetrasubstituído tem 4.
  3. Relação com hidrogenação:
    • A reação de hidrogenação (adicionar H _2 à dupla) libera energia ( \Delta H negativo). Quanto mais estável o alceno, menos energia se libera na hidrogenação (pois o alceno já está mais “próximo” em energia do alcano). Logo, reatividade (ou exotermicidade da hidrogenação) é, grosso modo, inversa à estabilidade: o alceno menos estável hidrogena mais facilmente/gera maior liberação de energia por mol.

Passo 3

Aplicando a contagem de substituição e o critério cis/trans a cada alceno — aqui eu explico passo a passo como determinar quantos grupos alquila há na dupla para cada molécula:
  1. 2,3-dimetil-2-buteno.
    • Estrutura: o dobramento faz com que ambos os carbonos da dupla (C2 e C3 do buteno) tenham dois grupos metila cada (cada um está ligado a dois carbonos além do outro carbono da dupla).
    • Portanto há quatro grupos alquila totais diretamente ligados à dupla: é um alceno tetrasubstituído ( 4).
    • Consequência: muito estável.
  2. 2-metil-2-penteno.
    • Aqui a dupla está em C2=C3 da cadeia pentena, e há um metil ligado em C2.
    • C2 tem dois grupos alquila (o grupo metil substituinte e o segmento da cadeia C1), e C3 tem um grupo alquila (o restante da cadeia). No total: três grupos alquila → trissubstituído ( 3).
    • Consequência: menos estável que tetrasubstituído, mais estável que dissubstituído.
  3. trans-3-hexeno.
    • Dupla interna C3=C4 numa cadeia hexila. Cada carbono da dupla está ligado a um grupo alquila (uma extremidade da cadeia) e a um hidrogênio. Total = dois grupos alquila → dissubstituído ( 2).
    • Como é trans, sofre menos tensão estérica que a conformação cis equivalente, então é mais estável que o dissubstituído cis.
  4. cis-2-hexeno.
    • Também é dissubstituído ( 2), porque em 2-hexeno cada carbono da dupla tem um grupo alquila e um hidrogênio.
    • Por ser cis, tem mais interação estérica entre os substituintes do que o trans, logo é menos estável que o trans equivalente.
  5. 1-hexeno.
    • É um alceno terminal: a dupla é terminal (C1=C2). O carbono terminal tem dois hidrogênios; só existe um grupo alquila ligado à dupla no total → monossubstituído ( 1).
    • Consequência: menos estabilização por hiperconjugação que os internos; portanto é o menos estável do grupo.

Passo 4

Ordenando por estabilidade usando as classificações acima:
  • Primeiro, o tetrasubstituído ( 4) fica no topo: 2,3-dimetil-2-buteno.
  • Depois o trissubstituído ( 3): 2-metil-2-penteno.
  • Depois os dissubstituídos ( 2): entre eles, trans é mais estável que cis, então trans-3-hexeno > cis-2-hexeno.
  • Por fim o monossubstituído ( 1): 1-hexeno (menos estável).
Então a ordem do mais estável para o menos estável é:
2,3-dimetil-2-buteno > 2-metil-2-penteno > trans-3-hexeno > cis-2-hexeno > 1-hexeno.

Passo 5

Passando para reatividade frente à hidrogenação: como explicado, em termos gerais a reatividade (ou exotermicidade) da hidrogenação é inversa à estabilidade do alceno. Assim o alceno menos estável hidrogena com maior facilidade/gera maior liberação de energia por mol do que o mais estável.
Invertemos a ordem do Passo 4:
  • Mais reativo (mais fácil de hidrogenar): 1-hexeno.
  • Depois: cis-2-hexeno (mais reativo que o trans correspondente).
  • Depois: trans-3-hexeno.
  • Depois: 2-metil-2-penteno.
  • Menos reativo: 2,3-dimetil-2-buteno.

Passo 6

Breve recapitulação e dica de prova (calma, você consegue!):
  • Conte sempre quantos grupos alquila estão ligados diretamente aos dois carbonos da dupla. Esse número determina a classificação mono/di/tri/tetra e dá a tendência de estabilidade.
  • Se dois compostos tiverem o mesmo grau de substituição, compare cis vs trans: trans é mais estável que cis por menor tensão estérica.
  • Para hidrogenação, lembre-se: quanto mais estável o alceno, menos energia libera ao hidrogenar (logo é menos reativo na hidrogenação padrão). Isso vale quase sempre para comparações simples como essa.

Resposta

(a) 2,3-dimetil-2-buteno > 2-metil-2-penteno > trans-3-hexeno > cis-2-hexeno > 1-hexeno
(b) 1-hexeno > cis-2-hexeno > trans-3-hexeno > 2-metil-2-penteno > 2,3-dimetil-2-buteno

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