PROPRIEDADES FSICO-QUMICAS DOS COMPOSTOS ORGNICOSAs propriedades fsicas dos compostos orgnicos podem ser interpretadas, e muitas vezes at previstas, a partir do conhecimento das ligaes qumicas que unem os tomos de suas molculas e das foras que agem entre elas, chamadas de foras intermoleculares. Elas tambm permitem identificar as substncias e determinar suas aplicabilidades. ponto de fusoponto de ebuliosolubilidadedensidade viscosidade.

SOLUBILIDADE DOS COMPOSTOS ORGNICOSLquidos miscveis e imiscveis: dois ou mais lquidos so miscveis quando um se dissolve completamente no outro, exemplo: gua e lcool, gasolina e querosene. A solubilidade depende da polaridade.

Substncia polar dissolve substncia polar.Exemplo: gua e lcool etlico.

Substncia apolar dissolve em substncia apolar.Exemplo: gasolina e querosene.

Substncia polar no dissolve substncia apolar. Exemplo:gua e gasolina.

Lembram da regra: SEMELHANTE DISSOLVE SEMELHANTE ???Obs.: Essa regra no abrange rigorosamente todos os casos.

Polaridade das ligaes e das molculasAs molculas podem apresentam plos + e - . Essa caracterstica depende da diferena de eletronegatividade entre os tomos ligados, e da geometria molecular.

Vetor momento dipolar Quando existe diferena de eletronegatividade entre dois tomos que estabelecem ligao covalente, a ligao polar porque ocorre a formao de uma carga eltrica negativa (prxima ao tomo mais eletronegativo) e de uma carga eltrica positiva + (prxima ao tomo menos eletronegativo).Ex.: H2 H H (tomos iguais = eletronegatividade _ molcula apolar)

Ex.: HCl H Cl (tomos diferentes eletronegatividade molcula polar)

MOLCULAS POLARESSo molculas com distribuio assimtrica de suas cargas ao redor do tomo central apresentando a formao de plos. Seu momento dipolar diferente de zero, sendo solveis na gua. Uma molcula ser POLAR se apresentar :tomos diferentes (molculas com 2 tomos)tomos ligados ao elemento central diferentes, independentemente da sua geometria .caso os tomos ligados ao elemento central forem iguais, a geometria deve ser angular ou trigonal piramidal.

Exemplo de molculas polares:

HCl

H2O

NH3CH2Cl2

Molculas ApolaresSo molculas com distribuio simtrica de suas cargas ao redor do tomo central, sem a formao de plos.Apresenta momento dipolar igual a zero( = 0) .Uma molcula ser apolar quando apresentar :tomos iguais ( formadas por 2 tomos; ex.: O2, H2...)tomos ligados ao elemento central iguais, independentemente da sua geometria .

Exemplo de molculas apolares:

CO2CH4

BH3

C4H10(gs butano)

Obs.: Todos os leos e gorduras so apolares.

Foras IntermolecularesForas intermoleculares so as foras que ocorrem entre uma molcula e a molcula vizinha. Durante as mudanas de estado da matria ocorre somente um afastamento ou uma aproximao das molculas, ou seja, foras moleculares so rompidas ou formadas.Foras intermoleculares tm origem eletrnica: surgem de uma atrao eletrosttica entre nuvens de eltrons e ncleos atmicos. So fracas, se comparadas s ligaes covalentes ou inicas.

Foras Intermoleculares Dipolo-dipolo (ou Dipolo permanente - Dipolo permanente)

Pontes de Hidrognio ou Ligao de Hidrognio

Foras de Van der Waals de London Dipolo-dipolo induzido (ou Dipolo induzido Dipolo induzido)

Foras Intermoleculares1. Dipolo- DipoloSo caractersticas de molculas polares.

As molculas de alguns materiais, embora eletricamente neutras, podem possuir um dipolo eltrico permanente. Devido a alguma distoro na distribuio da carga eltrica, um lado da molcula e ligeiramente mais "positivo" e o outro ligeiramente mais "negativo". A tendncia destas molculas se alinharem, e interagirem umas com as outras, por atrao eletrosttica entre os dipolos opostos.

Foras Intermoleculares2. Dipolo Dipolo InduzidoOcorre quando a molcula apolar.A presena de molculas que tem dipolos permanentes podem distorcer a distribuio de carga eltrica em outras molculas vizinhas, mesmo as que no possuem dipolos (apolares), atravs de uma polarizao induzida.

Lagartixa de Van der WallsLagartixa van der Waals Uma dvida cruel tem atormentado muitos cientistas: como, de fato, a lagartixa consegue caminhar pelas paredes, mesmo no teto? Em 1960, o alemo Uwe Hiller sugeriu que um tipo de fora atrativa, entre as molculas da parede e as molculas da pata da lagartixa, fosse a responsvel. Hiller sugeriu que estas foras fossem as foras intermoleculares de van der Waals.

Normalmente hidrocarbonetos (substncias formadas apenas por Hidrognio e Carbono) so consideradas apolares: apesar do tomo de carbono ser mais eletronegativo que o tomo de hidrognio, esta diferena de eletronegatividade no significativa.Nesta situao (interao dipolo induzido-dipolo induzido) o que importa a rea superficial. Quanto maior for esta rea, maior ser a interao.

Foras Intermoleculares3. Pontes de HidrognioQuando um tomo de hidrognio liga-se por covalncia a um tomo mais eletronegativo mantm uma afinidade residual por outro tomo eletronegativo, apresentando uma tendncia carga positiva. Por exemplo, um tomo de hidrognio (receptor de eltrons) pode atuar como uma ponte entre dois tomos de oxignio (doador de eltrons), ligando-se a um deles por ligao covalente e ao outro por foras eletrostticas.

Ocorre quando existe um tomo de H deficiente em eltrons e um par eletrnico disponvel (principalmente em grupos -OH e -NH ).

Ligao Hidrognio: ocorre entre tomos de hidrognio ligados a elementos como o oxignio, flor ou nitrognio, com tomos de O, N ou F de outras molculas.

Esta interao a mais intensa de todas as foras intermoleculares

guaA gua, deve possuir um tipo de interao diferenciado. O que acontece que os hidrognios ligados ao oxignio que formam o lado "positivo" do dipolo permanente desta molcula. O tomo de hidrognio formado por apenas um prton e um eltron. Como o eltron fortemente atrado pelo oxignio, na gua, este prton encontra-se desprotegido. A gua possui, ento, um dipolo bastante forte, com uma das cargas (positiva) bastante localizada. Este prton pode interagir com as regies negativas (o oxignio) de outras molculas de gua, resultando em uma forte rede de ligaes intermoleculares.

Hierarquia das Foras Intermoleculares:

Ponte de Hidrognio uma fora > fora dipolo-dipolo > fora dipolo-dipolo induzido

PH >> DD>> DDI

Propriedades Fsicas

Ponto de EbulioQuanto mais fortes forem as ligaes intermoleculares, mais elevada ser a temperatura de ebulio.

Quanto mais esfrica for a molcula, menor ser seu ponto de ebulio, j que as foras de Van der Waals so mais eficientes quanto maior for a superfcie de contato.

A gua tem comportamento excepcional quando comparado aos pontos de ebulio de substncias moleculares semelhantes. Podemos notar que, caso a gua mantivesse a linearidade do grfico, sendo essa linearidade ditada pela massa molecular dos compostos da mesma famlia, teria um ponto de ebulio prximo de - 100 C!.

Caso isso fosse verdade, a Terra no teria lagos, rios ou oceanos, e a gua existiria na Terra somente no estado gasoso, mesmo nos plos do Norte e Sul!

Ponto de FusoAs substncias inicas tem P.F , P.E elevados e so geralmente slidas porque os ctions e os nions se atraem fortemente e a dificuldade de afastar os ctions e os nions se traduz na dificuldade de fundir e de ferver as substncias inicas.

Pelo contrrio , as substncias orgnicas so em geral covalentes e freqentemente apolares; em conseqncia tem P.F e P.E. baixos e so geralmente lquidos ou gases.

Solubilidade

"O semelhante dissolve o semelhante. Substncia polar dissolve substncia polar e no dissolve ou dissolve pouca quantidade de substncia apolar. Substncia apolar dissolve substncia apolar e no dissolve ou dissolve pouca quantidade de substncia polar.

Vimos que a gua um timo solvente polar e, para compostos orgnicos polares de baixo peso molecular, tambm um bom solvente.

Podemos notar que tanto o etanol como o cido propanico possuem no mnimo uma ligao acentuadamente polar em suas molculas, de forma a potencializar uma solubilidade em meio aquoso.

No caso do lcool, a parte apolar no possui influncia negativa na solubilidade em meio polar, j o cido propanico, com sua parte da molcula apolar, compromete a solubilidade total de composto em gua. Mesmo assim, perceba que o nmero de plos no cido maior do que no etanol.

A medida que aumenta-se o nmero de carbonos no grupo dos lcoois e cidos carboxlicos por exemplo, a solubilidade, em meio aquoso vai diminuindo.

por isso que quando misturamos gua com, por exemplo, butanol, constitudo de 4 carbonos, a solubilidade em gua diminui bastante, aparecendo claramente duas fases distintas indicando que as substncias no so completamente miscveis, mas sim parcialmente.

SolubilidadeUm cubo de acar contm muitas molculas e elas somantidas unidas pelas pontes de hidrognio (imagem aesquerda). Quando um cubo de acar dissolve, cadamolcula permanece intacta. A molcula estabelece pontescom as molculas de gua e desfaz as pontes com as outrasmolculas de acar.

Por outro lado, o sal em soluo transforma-se em ons(imagem a direita), como o ction Na+ e o nion Cl-. Asolubilidade dessas substncias s possvel devido a afinidade eletrnica existente entre o soluto (acar e o sal) e o solvente (a gua).

Solubilidade da sacarose (acar (C12H22O11) e do sal (cloreto de sdio (NaCl) em gua (H2)

HidrocarbonetosQuanto maior o n. de Carbonos maior o PM (peso molecular) , maior o PF (ponto de fuso) e PE (ponto de ebulio) ( maior a FVW )Dois hidrocarbonetos de mesmo n de C , quanto menos ramificada , maior a superfcie de contato, maior a FVW, maior PF e PE.No so polares, no so solveis em gua ( ou so pouco solveis), so solveis em solventes orgnicos.

HidrocarbonetosSo menos denso que a gua.PF e PE dos compostos cclicos so maiores que dos no cclicos.PE e PF dos alcenos so maiores que dos alcanos correspondentes.

lcooisFormam pontes de Hidrognio entre si (tem - OH)

Quanto maior o PM maior o PE ( maior a FVW).

PE (lcool) > PE (Hidrocarboneto correspondente) ( devido s pontes de Hidrognio )

Quanto maior o PM , menor a solubilidade em gua (os primeiros lcoois so solveis em gua pois so polares e formam pontes de Hidrognio c/ a gua).

ter

No formam pontes de Hidrognio entre si (s tem fora dipolo-dipolo).

( R - O - R ) por isso tem baixo PE e PF.

Quanto maior o PM, maior PE ( maior FVW)

Muito pouco solveis em gua (devido fora dipolo)

PE (lcool) > PE (ter) > PE (Hidrocarboneto de PM correspondente) ( pontes de H )

cidos Carboxlicos( - COOH ) so polares (tem FVW, fora dipolo e pontes de H entre si e com a gua)

Os 4 primeiros cidos so solveis em gua devido polaridade e s pontes de H

PE (cidos) > PE (lcoois) > PE (aldedos e cetonas) > PE (ter) > PE (Hidrocarboneto Correspondente)

Aldedos e Cetonas

(C = O) so polares (fora dipolo-dipolo)

Aldedos e Cetonas de baixo PM so solveis em gua (os outros so insolveis)

PE (lcoois) > PE (aldedos e cetonas) > PE (Hidrocarboneto Correspondente) ( pontes de H ) ( fora dipolo ) ( FVW )

ster e Cloretos de cidosSo compostos polares (fora dipolo)

Tem PE prximos ao PE dos aldedos e cetonas correspondentes

Amidas e Aminas

So polares pois formam pontes de H ( entre o N e o H ) , so solveis em gua.

Densidade As substncias Orgnicas so, em geral pouco densas (tem densidade menor que da gua) por este motivo quando insolveis em gua essas substncias formam uma camada que flutua sobre a gua, como acontece com a gasolina, o ter comum , o benzeno, etc.

Substncias orgnicas contendo um ou mais tomos de massas atmicas elevadas podem ser mais densas que a gua , exemplo CHBr3 trs vezes mais denso que a gua.

ViscosidadeQuanto maior a polaridade de uma molcula, maior ser sua viscosidadeComparando a gasolina e a glicerina:

A glicerina apresenta: glicerina gasolinaMaior polaridadeMaior temperatura de ebulioMaior solubilidade em guaMenor volatilidadeMaior viscosidade