Represente todas as estruturas de ressonância possíveis para as moléculas indicadas, utilizando setas curvas para mostrar a movimentação dos elétrons e atribuindo corretamente as cargas formais em cada forma.
Passo 1
O enunciado pede: representar todas as estruturas de ressonância possíveis para a molécula dada pelo SMILES
, usando setas curvas para mostrar o movimento de elétrons e atribuindo corretamente as cargas formais em cada forma.
Informações relevantes extraídas do SMILES (conectividade do anel de cinco membros, numerando os átomos para facilitar a explicação):
é o carbono carregado positivamente (indicado por
); em sequência no anel temos
,
,
e
, e então volta para
. A ligação dupla inicial está entre
. Não há outras informações ausentes — usamos essa conectividade para desenhar as ressonâncias.
Informações relevantes extraídas do SMILES (conectividade do anel de cinco membros, numerando os átomos para facilitar a explicação):
Passo 2
Conceitos essenciais (curtinho e prático, como usar na prova):
- Regras rápidas de setas curvas: uma seta curva parte de um par de elétrons (link π ou par isolado) e aponta para onde esses elétrons vão (uma ligação ou um átomo). Nunca mova núcleos nem invente elétrons.
- Quando um par π próximo a um carbocátion se desloca, o sítio positivo pode se deslocar (ex.: cátions alílicos).
- Cálculo de carga formal (fórmula que vou usar quando necessário):
onde
= elétrons de valência (ex.: carbono
),
= elétrons não ligantes (pares),
= elétrons de ligação (contando todos os elétrons nas ligações). Exemplo rápido para
no estado inicial:
tem 3 ligações sigma (duas para vizinhos no anel + 1 H implícito),
,
,
, então carga formal
, consistente com
.
- Objetivo na ressonância: deslocar elétrons de ligações π ou pares livres para estabilizar a carga, sempre preservando o número total de elétrons e a carga total da espécie.
Passo 3
Primeira movimentação de elétrons (ressonância alílica — deslocar a carga do carbono
para o carbono
):
- Setas curvas a desenhar: uma seta curva sai da ligação π entre
e e vai para o espaço entre e (isto cria a ligação dupla ). - Efeito prático: a ligação
perde seus elétrons π, que formam a nova ligação ; como consequência, o elétron que antes fazia parte do π entre e deixa com deficiência eletrônica → fica com carga positiva. - Resultado (forma de ressonância 2): ligação dupla
, , neutro com seus pares isolados intactos. Formalmente: passa a ser neutro, torna-se o sítio positivo. Essa é a clássica ressonância alílica entre e .
Passo 4
Segunda movimentação (envolvendo o oxigênio — estabilização adicional do sítio positivo):
- Começando da forma onde
existe (obtida no Passo 3), o oxigênio tem pares isolados que podem doar densidade para o carbono adjacente. Desenha-se uma seta curva de um par isolado de para a ligação entre e , formando uma dupla . - Como o par do oxigênio é usado para formar a dupla, o oxigênio perde um dos seus pares livres e adquire carga formal
(oxônio), enquanto fica neutro (porque ganhou a ligação dupla). Para que a conservação eletrônica/da carga total seja respeitada, essa doação do oxigênio foi possível porque já tínhamos transferido a carga para no passo anterior. - Resultado (forma de ressonância 3): dupla
, dupla , e (oxônio). Cargas formais: ; as demais espécies são neutras nessa forma.
Passo 5
Desenho das setas curvas completas (orientação prática para a prova):
- Para ir da estrutura inicial (A) para a estrutura B: desenhar apenas a seta curva da ligação
para entre e . Isso indica a formação de e formação de . - Para ir de B para C: desenhar a seta curva de um par isolado em
para a ligação , transformando essa ligação em e colocando a carga positiva em . - As setas de ressonância são bidirecionais (-> e <-) entre essas formas, mostrando que a verdadeira estrutura é um híbrido. Na prova, desenhe as formas e as setas curvas como indicado; não tente desenhar elétrons “indo” e ficando — as formas limites mostram a distribuição de carga em cada contribuinte.
Passo 6
Avaliação qualitativa da importância das formas de ressonância (pra grifar na prova):
- A forma onde a carga está em um carbono (formas A e B) geralmente contribui mais que a forma onde a carga está sobre o oxigênio (
), porque oxigênio é mais eletronegativo e não gosta de carregar carga positiva — portanto a forma com é um contribuinte menor (mas existe e estabiliza o sistema por delocalização). - As formas A e B (carga em
ou em ) são as mais importantes; a forma com é menor, mas a possibilidade dela existir indica que o oxigênio ajuda a estabilizar a carga por ressonância.
Resposta
- Estrutura A (inicial): ligação
; (carregada positivamente); neutro com pares isolados. - Estrutura B (ressonância alílica): ligação
; ; neutro com pares isolados. - Estrutura C (oxônio): ligação
; ligação dupla ; (oxônio).