Introdução a Química Orgânica - Parte 2: Átomo de Carbono, Postulado de Kekulé, Fórmulas, Classificação do Átomo de Carbono

ÁTOMO DE CARBONO

O átomo de carbono possui massa atômica (A) igual a 12,01u e número atômico (Z) igual a 6.
Veja a sua configuração eletrônica:

Text Box: 6C12    Z = é = 6      1s²     2s²  2p2                                   K = 2      L = 4

O átomo de carbono possui 6 elétrons, sendo 4 elétrons na última camada (camada de valência). Por esse motivo, chamamos o átomo de carbono de tetravalente.

O químico alemão Friedrich August Kekulé foi quem estudou as principais características do átomo de carbono. Explicou as propriedades em forma de três postulados:

1° Postulado de Kekulé: O carbono é tetravalente

Como o átomo de carbono possui 4 elétrons na sua última camada, ele tem quatro valências livres e pode fazer quatro ligações covalentes, formando moléculas. Desta forma, o átomo fica estável.


2° Postulado de Kekulé: O carbono tem 4 valências livres

O átomo de carbono tem as quatro valências livres. A posição do heteroátomo não difere os compostos.
Exemplo: clorofórmio (CH3Cl)

Text Box:       H                           H                    H                    Cl            |                             |                     |                      |  H – C – Cl           H –  C – H     Cl –  C – H       H – C – H          |                            |                      |                      |        H                          Cl                    H                    H

3° Postulado de Kekulé: O carbono forma cadeias carbônicas

Os átomos de carbono agrupam-se entre si, formando estruturas de carbono, ou cadeias carbônicas.

Text Box:              H                       H    H                      H     H   H    H                            |                         |     |                        |      |     |      |   H – C – H         H – C – C – H         H – C – C – C – C – H                 |                        |      |                        |      |      |     |          H                      H     H                      H     H    H   H

Alguns elementos (enxofre e fósforo) também conseguem formar cadeias, assim como o carbono, mas não cadeias tão longas, estáveis e variadas como o carbono.

Propriedade Geral dos Compostos Orgânicos

Por apresentarem ligação predominantes covalente, saõ moléculas e possuem as seguintes propriedades:
- P.F. e P.E. baixos
- Solubilidade em solventes apolares
- Solução aquosa não conduz eletricidade
- Podem apresentar polimeria e isomeria

Tipos de União entre Átomos de Carbono

Dois átomos de carbono podem se ligar entre si através de um, dois ou três pares de ligação.
1 par eletrônico – ligação simples C – C
2 pares eletrônicos – ligação dupla C = C
3 pares eletrônicos – ligação tripla C ≡ C

Fórmulas

Para representar uma molécula pode-se usar diversas fórmulas:
- fórmula eletrônica
- fórmula estrutural
- fórmula molecular
- fórmula geométrica

Para representar o gás metano veja as diversas fórmulas que podemos utilizar:

Fórmula Eletrônica

Mostra na fórmula os pares eletrônicos entre as ligações dos átomos. É a chamada fórmula de Lewis.

Text Box: H   ●  x  H ● x C x ●H   x   ●   H

Fórmula Estrutural

Fórmula mais utilizada do que a eletrônica. Os pares eletrônicos são representados por um traço. Indicam a ligação covalentes entre os átomos.

Text Box: H  |  H – C – H  |  H

Fórmula Molecular

É uma representação mais simplificada da molécula. Indica os átomos e a sua quantidade na substância.

Text Box: CH4

Fórmula Geométrica

Essas fórmulas indicam como poderia ser vista a molécula no espaço. Mostra os ângulos e as suas ligações.


Classificação do Átomo de Carbono

Classificamos o átomo de carbono de acordo com o número de carbonos que estão ligados a ele.
Exemplo:

Text Box:              |           – C5 –        |       |       |        |   – C1 – C2 – C3 –  C4 –                |                – C6 – C7  – C8 –         |       |       |

Neste caso, as ligações que faltam são completadas com hidrogênio, porque o carbono sempre deve fazer 4 ligações.

Observe que o carbono 1,4,5,6 e 8 estão ligados a somente um carbono, então são chamados de Carbonos Primários.

O carbono 3 está ligado a dois carbonos, então é chamado de Carbono Secundário.
O carbono 7 está ligado a três carbonos, então é chamado de Carbono Terciário.
O carbono 2 está ligado a quatro carbonos, então é chamado de Carbono Quaternário.

Fonte: Só Química

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