Conceitos iniciais de química orgânica.

Quando falamos de química orgânica, nos referimos a uma área da química na qual o elemento carbono é a estrela da festa. Sendo oxigênio, nitrogênio, hidrogênio, enxofre, fósforo e os halogênios seus coadjuvantes, mas não necessariamente nesta ordem.

Imagem retirada de "Revista Crescer" (link).

Esta é uma definição proposta por Kekulé.

Friedrich August Kekulé

O nome "orgânica" se deve ao fato de os primeiros compostos encontrados terem origem em seres vivos, organismos.

Ideia de um químico sueco de nome Bergman, que usou esta conexão para definir a química orgânica.

Torbern Olof Bergman

Isto até originou uma hipótese chamada "teoria da força vital", na qual se dizia que apensas seres vivos poderiam gerar compostos orgânicos.

O responsável por essa ideia foi Berzelius. Mas como toda ideia errada, um dia ela veio abaixo.

Jöns Jacob Berzelius

A hipótese da "força vital" resistiu até 1828, quando Wöhler sintetizou ureia a partir de cianato de amônio.

Reação de síntese da ureia a partir do cianato de amônio.

Bastou aquecer o composto inorgânico cianato de amônio e ele se transformou em ureia, como mostra  equação acima. Sabe-se que o cianato de amônio é um sal e a ureia é uma substância encontrada na urina de mamíferos. Foi fácil para ele perceber a diferença.

Friedrich Wöhler

Uma vez sintetizada a ureia e quebrado o paradigma até então estabelecido, muitos ostros compostos orgânicos foram sintetizados. Hoje temos dezenas de bilhões de compostos orgânicos conhecidos. Tamanha quantidade e variedade de substâncias obrigou os químicos a separar uma área apenas para estudá-los.

Duas perguntas podem vir à sua mente neste momento:

1) Toda substância que possui carbono é orgânica?

2) Qual o motivo de o carbono conseguir tamanha variedade de compostos?

Nem toda substância constituída de carbono é um composto orgânico. As substâncias simples diamante, grafite, os fulerenos são inorgânicos. O gás carbônico, o ácido carbônico e os sais derivados deste também são exemplos.

Diamante, carvão, grafite e carbonato de cálcio, todos inorgânicos.

O carbono é capaz de constituir tantas substâncias diferentes por alguns fatores, esses fatores são conhecidos por Postulados de Kekulé:

1º Postulado: O carbono é tetravalente, ou seja, é capaz de formar quatro ligações químicas. Isto significa que você encontrará a letra C do elemento carbono representada com quatro segmentos finitos de reta (traço) ao seu redor. Cada traço representará uma ligação química.

É importante notar aqui que o carbono tem quatro formas distintas de expressar sua tetravalência, vamos a elas:

A tetravalência do carbono.

Observe que, mesmo eu tento usado um composto inorgânico para ilustrar, as valências do carbono são sempre as quatro apresentadas acima. Sempre somando um total de quatro ligações ou tracinhos, se preferir.

2º Postulado: O carbono é capaz de formar cadeias com imensa diversidade diversidade em termos de quantidade de átomos. Desde um a dezenas de milhões de átomos.

Estruturas planas do propano (esquerda) e do benzeno (direita).

Fórmulas Estruturais

Fórmula estrutural plana ou de Kekulé

É a mais simples de todas e também a mais trabalhosa de se escrever, pois representamos nela todas as ligações presentes na estrutura. Por exemplo, o octano, constituinte da gasolina, apresenta uma estrutura com oito carbonos e dezesseis hidrogênios. Para representá-lo, devemos fazer sete ligações simples entre átomos de carbono e dezesseis ligações simples entre átomos de carbono e de hidrogênio.

Se você olhar com atenção todas as estruturas representadas até aqui, verá que elas foram representadas segundo esta fórmula estrutural. Dá um certo trabalho, mas é muito clara quanto a certos detalhes.

Fórmula estrutural condensada

Como o próprio nome sugere, esta fórmula apresenta a informação de forma resumida, com os átomos de hidrogênios agrupados em torno do átomo de carbono aos qual eles se ligam. Parece confuso na descrição, mas tomemos como exemplo o próprio octano e comparemos.

Note que restaram apenas as ligações entre átomos de carbono. Também podem restar ligações entre átomos de carbono e outros átomos que não sejam de hidrogênio, mas como o octano só contém esses dois elementos, não foi o caso. Os carbonos das extremidades estão ligados a três hidrogênios e os do meio estão ligados a dois hidrogênios cada um. Essas quantidades aparecem na fórmula estrutural. É muito agradável e rápida de se escrever quando se tem a prática.

Fórmula estrutural de traço ou linha

Esta é a mais minimalista de todas. Apresenta as mesmas informações que as demais, porém de uma forma muitíssimo resumida. Nela, cada carbono é um vértice e as ligações entre os carbonos são representadas por traços.

Observe que esta sequência de traços é chamada de poligonal na matemática. Ela possui sete traços e oito vértices. Tudo bem resumidinho. Você pode se perguntar pelos hidrogênios, mas eles estão ali, só que estão implícitos. Para cada vértice que olhares, tem de se perguntar quanto traços partem dali, a quantia que faltar para completar quatro unidades será a quantidade de átomos de hidrogênio ligados ao carbono daquele vértice.

Com isto encerramos esta parte, tens alguma dúvida? Comente aí... até a próxima.