Sabe-se que os polímeros em sua maioria são constituídos por átomos de
e N , onde muitos apresentam a mesma quantidade de átomos sendo diferenciados por sua disposição na estrutura. A partir disso, proponha até três diferentes estruturas, quando possível, para as fórmulas mínimas das unidades repetitivas abaixo indicadas e proponha o nome e abreviação comumente usada para cada um dos polímeros:
b) C 3 H 6
b) C 3 H 6
Passo 1
O enunciado pede que eu proponha até três diferentes estruturas (quando possível) correspondentes à fórmula mínima da unidade repetitiva
e que eu proponha, para cada uma, o nome do polímero resultante e a abreviação comumente usada.
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- Fórmula mínima da unidade repetitiva:
. - Elementos envolvidos (implícitos): carbono e hidrogênio.
- Preciso propor estruturas distintas que sejam possíveis para a fórmula
e, para cada estrutura proposta, indicar o nome do polímero (quando existir) e a abreviação usual.
Passo 2
Conceito necessário (explicado com calma): o número de isomerias possíveis para uma fórmula
(como
) vem do fato de que essa fórmula corresponde a uma unidade com “uma insaturação” — isto é, grau de insaturação igual a
. Uma insaturação pode ser:
- uma dupla ligação C=C (monômero do tipo alceno), ou
- um anel (cicloalcano).
Portanto, paraas alternativas são: um alceno com três carbonos (propeno / propileno) ou um cicloalcano com três carbonos (ciclopropano). Não existem outros arranjos fundamentais para que preservem (por exemplo, não dá para ter outro tipo de dupla ligação que gere uma estrutura distinta com os mesmos átomos). Logo, devemos procurar essas duas classes de isômeros.
Passo 3
Primeira estrutura proposta: o alceno linear “propeno” (também chamado de propileno). Estrutura condensada:
Explicação de como disso surge o polímero: as duplas ligações C=C podem sofrer polimerização por adição (mecanismos por radical livre, catálise por Ziegler–Natta, etc.). Na polimerização por adição do monómero
cada ligação dupla é aberta e os monômeros unem-se formando uma cadeia carbono–carbono. O repetido químico (unidade repetitiva) resultante é:
Aqui:
-
é o número de unidades (grau de polimerização); -
é a unidade que se repete ao longo da cadeia (mostra que cada monómero acrescenta três átomos de carbono e seis de hidrogênio à cadeia total).
Nome do polímero e abreviação: polipropileno (também chamado de poly(propene)), abreviação comumente usada. Observação didática: o polipropileno tem variantes (isotático, sindiotático, atáxico) dependendo da regularidade espacial dos grupos metila no carbono terciário — isso altera muito as propriedades físicas (cristalinidade, resistência).
Passo 4
Segunda estrutura proposta: o cicloalcano “ciclopropano”. Estrutura (escrita por nome e fórmula):
Explicação: como explicado antes, a mesma fórmula
pode corresponder a um anel de três carbonos (cada carbono ligado a dois vizinhos no anel e à quantidade de hidrogênios necessária). Sobre polimerização: o ciclopropano simples não é um monómero industrial típico para formar polímeros em larga escala; devido à baixa reatividade em polimerizações convencionais e à tensão do anel, ele não gera um polímero comercial usual da mesma simplicidade do polipropileno. Tecnicamente, sob condições especiais certos anéis podem sofrer abertura e formação de polímeros (ou dar rearranjos), mas esses processos são experimentais e não geram um polímero comercial clássico com abreviação padronizada. Uma representação teórica da unidade repetitiva caso ocorra abertura de anel sem rearranjo seria algo como
(o que corresponderia a uma cadeia saturada com três carbonos por unidade), mas isso é pouco prático e raramente citado como um polímero comum. Conclusão prática: ciclopropano é um isômero válido de
, porém não dá origem a um polímero comercial comum com abreviação estabelecida como no caso do propileno.
Passo 5
Resumo e comentário final didático: para
existem essencialmente duas estruturas isoméricas relevantes (propileno/propene e ciclopropano). Destas, a que gera o polímero mais importante e comum é o monómero alcênico
, que polimeriza por adição para dar o polipropileno — abreviado
. O outro isômero (ciclopropano) existe como composto, mas não é fonte de um polímero comercial usual, embora quimicamente possam existir processos especiais de abertura de anel em contexto de pesquisa.