Contratempo

 Olá para você que chega até aqui... não sei dizer se é culpa minha ou se o blogger (esta distinta plataforma que uso para sediar meu blog) me sacaneou... mas minhas postagens perderam as imagens... algumas poucas se salvaram e não faço ideia de como reverter isto. Não recebi qualquer satisfação ou explicação. Sorte que mantenho um backup da maioria das postagens, aquelas de conteúdo escolar. Então farei o upload das imagens de cada postagem. Até lá, peço a sua paciência.

O que é Ciência?

Quando comecei (link) a explicar o que é química, iniciei dizendo que ela é uma ciência. Como não podemos deixar palavras diferentes passarem direto, temos de nos perguntar: o que é ciência?

É comum associar a imagem de um laboratório e uma pessoa manuseando utensílios como béqueres (líquido amarelo), erlenmeyers (líquido azul) e balões de destilação (líquido verde). Este último aquecido por uma chama fornecida pelo bico de Bunsen. Ciência também é feita dessa forma.

Antes de responder imediatamente o que é ciência, quero falar de conhecimento. Tudo aquilo que você aprende durante a vida forma o seu conjunto de conhecimentos. Alguns úteis, outros não. Alguns pessoais, outros você deseja compartilhar. Alguns verdadeiros, outros não. Alguns você acha que fazem sentido, outros acha que não fazem. Toda informação que armazenamos na memória chega até nós de alguma maneira, não importa como, o que importa é como distinguir o verdadeiro do não verdadeiro, que muitos confundem com falso, mas deixarei isto para outra oportunidade.

Isomeria plana de cadeia.

É hábito na isomeria classificarmos as substâncias com base em suas diferenças. Quanto mais sofisticado o detalhe, mais avançamos na classificação de isômeros. Como é de se esperar pelo nome, na isomeria plana não é necessária a fiel representação das fórmulas estruturais dos isômeros.

Veja as formas geométricas planas acima. Se eu te disser que elas são apenas o topo de um cilindro ou de prismas, você não precisará ver os sólidos por completo para estabelecer uma distinção entre eles. Apenas uma parte ou uma perspectiva da estrutura basta.

Na isomeria plana é assim, basta a representação no plano das fórmulas estruturais para reconhecermos a distinção entre elas. Vamos aos casos:

¬ Isomeria de Cadeia:

Isomeria plana de função.

É hábito na isomeria classificarmos as substâncias com base em suas diferenças. Quanto mais sofisticado o detalhe, mais avançamos na classificação de isômeros. Como é de se esperar pelo nome, na isomeria plana não é necessária a fiel representação das fórmulas estruturais dos isômeros.

Veja as formas geométricas planas acima. Se eu te disser que elas são apenas o topo de um cilindro ou de prismas, você não precisará ver os sólidos por completo para estabelecer uma distinção entre eles. Apenas uma parte ou uma perspectiva da estrutura basta.

Na isomeria plana é assim, basta a representação no plano das fórmulas estruturais para reconhecermos a distinção entre elas. Vamos aos casos:

Introdução à isomeria.

Observe as duas imagens abiaxo:

Faz sentido para você eu dizer que a substância no erlenmeyer da esquerda é líquida e que a da direita está evaporando?

É bem provável que uma evapore mais rápido que a outra, principalmente se suas temperaturas de ebulição forem diferentes e se elas estiverem à mesma temperatura.

E se eu lhe disser que as duas substâncias têm a mesma fórmula molecular?

Geometria molecular.

É comum na geometria plana estudarmos os pontos, as retas e as relações entre essas entidades. Na geometria espacial acrescentamos os planos à brincadeira e estudamos as relações entre eles. É claro que fui muito simplista nesta apresentação, pois é isto que faremos ao falar de geometria molecular. Se correta, quanto mais simples for a interpretação para a forma geométrica de uma molécula, mais frequentemente a usaremos.

Eu imagino que passa algo parecido com a imagem acima na cabeça de quem tenta imaginar as formas das moléculas. Mas não precisa ser assim. Existem moléculas com formas unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais. Quanto mais dimensões, mais difícil representar e imaginar a estrutura. Antes de apresentar cada caso, lembre-se que, neste tópico, trataremos os átomos como pontos e as ligações covalentes entre eles como retas. Não é o correto diante do que já apresentei em outros momentos, mas é uma boa analogia e ajuda a compreender.

E qual o motivos de usarmos pontos e retas? Para que as moléculas se pareçam com polígonos ou poliedros e possamos classificá-las de acordo com os nomes de tais formas geométricas. Antes de avançarmos, resta apenas um detalhe muito importante neste processo, trataremos com cuidado tanto dos elétrons compartilhados na ligações químicas, quanto dos não compartilhados, chamados, respectivamente, de ligantes e não ligantes.

Esses elétrons se repelem e a consequência de sua repulsão é que ficam o mais distante possível uns dos outros. Influenciando na forma geométrica da molécula. Vamos aos casos:

¬ Estrutura monoatômica: ponto.

Os gases nobres (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn e Og) são exemplos de substâncias constituídas por partículas constituídas de um único átomo. Não há ligação química alguma e suas partículas (átomos) são tratadas apenas como pontos. Outras substâncias aquecidas à temperatura de um plasma (quarto estado da matéria) sofrem a ruptura de suas ligações químicas e seus átomos também ficam isolados. À temperatura ambiente, apenas os gases nobres apresentam tal comportamento.

Ligações químicas: ligações covalentes, parte IV.

Pense na ligação química covalente de forma semelhante à maneira como você vê uma disputa de cabo de guerra entre duas pessoas. Elas exercem forças horizontais de sentidos opostos com a intenção de uma deslocar a outra.

Ligações químicas: a ligação covalente, parte III.

Ao estudarmos as diferentes substâncias constituídas exclusivamente por ligações covalente, não tarda encontrarmos situações nas quais a regra do octeto é "ludibriada" ou até mesmo ignorada. Antes de chegarmos a eles, apresentarei alguns exemplos de estruturas com átomos de três ou mais elementos.

Ácido nitroso (HNO₂):

Termoquímica: entalpia de formação, parte 2.

 Vou te mostrar três equações para uma mesma reação química, será muito bom se você conseguir notar a diferença entre elas. Cuidado ao rolar a página.

Termoquímica: entalpia de formação, parte 1.

É na termoquímica que explicamos e classificamos os fenômenos de acordo com a energia absorvida ou liberada por seus participantes. Também é parte das "obrigações" da termoquímica prever como será a variação de entalpia para uma reação nunca realizada.

"E por que alguém se preocuparia com isto?". Um químico, sem dúvida alguma, se preocupará com isto. Principalmente por questões de segurança. Saber se uma reação libera ou absorve energia e a quantidade envolvida desta nos permite planejar e escolher adequadamente os equipamentos e recipientes para realizar a reação química. Uma reação muito exotérmica pode provocar uma explosão e causar ferimentos. Uma reação muito endotérmica pode condensar muito vapor e prejudicar o acompanhamento do processo.

Termoquímica: equações e gráficos.

De posse da informação de que a entalpia é equivalente à energia trocada sob a forma de calor quando a pressão é mantida constante, podemos atribuir uma determinada quantidade de entalpia a qualquer fenômeno ou processo estudado. Desde que se tenha em mente o fato de que a entalpia medida corresponde a uma variação e não a valores absolutos. Não conseguimos medir a entalpia antes e depois de um fenômeno, apenas a quantidade absorvida ou liberada por ele, por isto chamamos de variação, e representamos por 𝛥H.

Uma equação termoquímica é representada pelas substâncias que dela participam como reagentes ou produtos. Ela deve estar devidamente balanceada e os estados físicos das substâncias envolvidas devem corresponder à temperatura e pressão atribuídos à medida daquele valor de 𝛥H. Chamamos a equação acima de equação de combustão do gás metano à temperatura de 25 °C e 1 atm de pressão. O valor de sua variação de entalpia é de -890,4 kJ para cada mol de metano consumido. Isto significa que a quantidade de energia citada é liberada durante o processo.

Introdução à termoquímica.

Uma vez alguém te disse que a química é a área da ciência na qual estudamos a matéria, suas transformações e as energias envolvidas nessas transformações. Pois então, é chegada a hora de estudarmos as energias envolvidas nos fenômenos químicos e em alguns fenômenos físicos. Por este motivo chamamos este setor da química de termoquímica.

Na imagem acima temos uma granada prestes a explodir. É possível saber a quantidade de energia e os tipos de energia liberados em sua explosão? "Demais da conta", como dizem os mineiros. Da mesma forma podemos proceder em relação ao combustível queimando no interior do motor de um automóvel.

Funções orgânicas sulfuradas: tioéter.

Os tioéteres são compostos que contém um átomo de enxofre a duas cadeias carbônicas. De forma semelhante ao éter, estas cadeias podem ser iguais ou não, aromáticas ou alifáticas.

Um tioéter também é chamado de sulfeto e sua nomenclatura é muito semelhante à do éter. Nela, usamos o termo TIO no lugar de onde se usaria OXI para um éter. Veja os exemplos:

¬ metiltiometano:

Funções orgânicas sulfuradas: tioálcool.

Também chamados de tióis ou mercaptanas, os tioálcoois são a versão sulfurada dos álcoois, ou seja, o álcool após a substituição do oxigênio por um átomo de enxofre.

Não custa observar que, diferente da função álcool, o carbono do grupo funcional sulfidril do tioálcool não tem a obrigação de ser saturado. Isto significa que o átomo de enxofre pode estar ligado diretamente a uma cadeia aromática. A nomenclatura se faz de forma muito semelhante ao álcool, acrescentando sufixo "tiol" ao nome da cadeia. Veja os exemplos:

¬ metanotiol:

Funções orgânicas sulfuradas: ácido sulfônico.

Os ácidos sulfônicos são derivados do ácido sulfúrico e apresentam um átomo de enxofre ligado a um grupo substituinte R e a três átomos de oxigênio. Trata-se de uma situação na qual o átomo de enxofre expande sua regra do octeto.

Os ácidos sulfônicos são também abreviados da seguinte forma:

Funções orgânicas halogenadas: cloreto de ácido.

Os cloretos de ácido são caracterizados por um átomo de cloro ligado a um átomo de carbono que faz ligação dupla com um átomo de oxigênio. Há quem possa interpretar que ele está ligado a uma carbonila ou a uma aldoxila, o importante é saber que se trata de um grupo funcional diferente.

A cadeia representada por R pode ser até mesmo um átomo de hidrogênio. Os cloretos de ácido são produzidos a partir da reação entre um ácido carboxílico genérico (RCOOH) e o ácido clorídrico (HCl).

Funções orgânicas nitrogenadas: isonitrila.

As isonitrilas são caracterizadas por apresentar o grupo funcional isocianeto ligado a uma cadeia carbônica.

Observe que as isonitrilas são de cadeia heterogênea por definição e a cadeia ligada ao grupo funcional pode ser alifática ou aromática. Caso o carbono do grupo funcional tenha despertado a sua curiosidade sobre ligações químicas, lembre da possibilidade de ligação covalente coordenada, como no monóxido de carbono. Veja alguns exemplos:

¬ metilcarbilamina:

Funções orgânicas nitrogenadas: nitrila.

As nitrilas constituem uma categoria de compostos derivados da substituição do hidrogênio do ácido cianídrico (HCN) por uma cadeia carbônica.

Como três das quatro ligações do carbono são dedicadas ao grupo funcional, é de se esperar que ela seja encontrada sempre na extremidade de uma cadeia aberta. Dessa forma, se torna desnecessário numerar a posição do grupo funcional. Note que não existe a metano nitrila, pois ela corresponderá ao ácido cianídrico. Veja alguns exemplos:

¬ etano nitrila:

Também chamada de cianeto de metila ou acetonitrila. É usada como solvente.

¬ propanonitrila:

Também chamada de cianeto de etila. É usada como solvente e produzida a partir da hidrogenação da acrilonitrila.

¬ propenonitrila:

Funções orgânicas diversas: nitrocomposto.

Chamamos de nitrocomposto a substância que apresenta NO₂ ligado a um átomo de carbono qualquer. Seja ele de cadeia aromática ou alifática.

Alguns nitrocompostos conhecidos são usados como explosivos. Sua nomenclatura se faz adicionando a palavra nitro entre o nome da cadeia principal e os ramos. Veja alguns exemplos:

¬ nitrometano:

Também chamado de nitrocarbol, ele é usado como combustível de aeromodelos e de carros de competição.

Funções orgânicas diversas: amida.

As amidas são resultado da reação entre um ácido carboxílico e amônia. Conservando a carbonila ligada ao nitrogênio, com formação de água como subproduto.

As amidas são classificadas quanto à quantidade de carbonilas ligadas ao nitrogênio e quanto à substituição do nitrogênio ligado à carbonila. Vejamos o caso de quantidade de carbonilas ligadas ao nitrogênio: