Organize os seguintes íons em ordem crescente de basicidade.
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-} \quad \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{CH}_{2}^{-} \quad \mathrm{CH}_{3} \mathrm{C}=\mathrm{C}^{-}

Passo 1

O enunciado pede que a gente organize em ordem crescente de basicidade os três íons dados:
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-}, \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}^{-} e \mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-}.
As informações relevantes que temos são apenas as fórmulas estruturais desses ânions carbânicos (a carga negativa está em carbono em cada caso). A tarefa é comparar a basicidade relativa deles.

Passo 2

Princípio-chave: basicidade mede a tendência de uma espécie aceitar um próton. Existe uma relação simples e muito útil:
\text{quanto mais estável for a base conjugada (o ânion), menor será sua basicidade.}áâá
Ou invertendo: quanto menos estabilizada estiver a carga negativa, mais básica (mais propensa a pegar H ^+) é a espécie. Então vamos comparar a estabilidade dos três ânions para inferir a basicidade.

Passo 3

Identificar a hibridação do carbono que carrega a carga negativa em cada íon (isso é importante porque a hibridação determina a quantidade de caráter s do orbital que segura o par de elétrons, e mais caráter s significa elétrons mais próximos do núcleo e, portanto, mais estabilizados).
  • Para \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}^{-}: o carbono com carga é um carbono sp^{3} (carbono alcano, ligada a três átomos e com um par livre). Logo é sp^{3}.
  • Para \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-}: o carbono negativo faz parte de uma dupla ligação (é um carbono vinylico), portanto é sp^{2}.
  • Para \mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-}: igualmente é um carbono vinylico (o carbono com carga está numa ligação dupla), logo também é sp^{2}.
Resumo em notação curta:
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}^{-}: sp^{3}
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-}: sp^{2}
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-}: sp^{2}

Passo 4

Explicar como a hibridação afeta estabilidade/basicidade:
  • Orbitais sp têm 50\% caráter s, sp^{2} têm \approx 33\% caráter s e sp^{3} têm 25\% caráter s.
  • Mais caráter s → elétrons mais próximos do núcleo → carga negativa mais estabilizada → base mais fraca.
    Assim, em termos de tendência de estabilização por hibridação:
sp\;(\text{mais estabilizado, menos básico}) < sp^{2} < sp^{3}\;(\text{menos estabilizado, mais básico})áá
Como aqui não temos sp, isso já nos diz que os dois vinylicos ( sp^{2}) serão menos básicos (mais estabilizados) que o alcano sp^{3}. Portanto, \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}^{-} é, a princípio, o mais básico dos três.

Passo 5

Agora precisamos ordenar os dois ânions vinylicos entre si: \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-} e \mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-}.
Devemos considerar o efeito de substituintes (indutivo e hiperconjugação): grupos alquila (como \mathrm{CH}_3) doam densidade eletrônica para o carbono, o que tende a DESestabilizar uma carga negativa (pois já há excesso de eletronegatividade/eletrões) — em outras palavras, mais substituição por grupos doadores torna o ânion menos estável e, portanto, mais básico.
  • Em \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-} o carbono aniónico é um carbono vinylico primário (tem apenas um vizinho carbonado pela dupla e um hidrogênio).
  • Em \mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-} o ambiente mostra que há um grupo metil próximo que pode doar densidade para a porção insaturada; isso torna o ânion ligeiramente menos estabilizado (ou seja, mais “rico” em elétrons) em comparação com o vinylico não tão substituído.
Conclusão deste passo: entre os dois vinylicos, o que tem maior doação de grupos alquila será mais básico. Assim
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-}\\ (\text{menos substituído})\quad\text{é menos básico que}\quad \mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-}\\ (\text{mais doação de metil}).íéáçã

Passo 6

Juntando tudo:
  • Menor basicidade (mais estável) → o vinylico menos substituído: \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-}.
  • No meio → o vinylico mais influenciado por metil: \mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-}.
  • Maior basicidade (menos estável) → o alcano sp^{3}: \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}^{-}.
Um reforço numérico aproximado (apenas para intuição): pKa de um alcano ≈ 50 (conjugada muito básica), pKa de um alceno vinylico ≈ 44 (conjugada menos básica). Isso mostra qualitativamente a mesma tendência.

Resposta

\mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}=\mathrm{CH}^{-} < \mathrm{CH}_{3}\mathrm{C}=\mathrm{C}^{-} < \mathrm{CH}_{3}\mathrm{CH}_{2}\mathrm{CH}_{2}^{-}

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