Aula de Química - Cadeias Carbônicas - Petrobrás.

Cadeia carbônica é toda estrutura formada por átomos de carbono ligados entre si. Os elementos mais comuns nas cadeias carbônicas são:

Carbono: é tetravalente e efetua sempre quatro ligações, que são representadas por traços ao seu redor. Apesar de poder fazer até quatro ligações, com um mesmo átomo ele pode efetuar somente três.

Hidrogênio: é monovalente e efetua somente uma ligação, que é representada por um traço.

Oxigênio: é divalente e efetua duas ligações, que são representadas por dois traços. Pode se ligar a dois átomos ao mesmo tempo ou efetuar suas duas ligações com o mesmo átomo.

Nitrogênio: é trivalente e efetua três ligações, que são representadas por três traços. Pode se ligar a dois ou três átomos ao mesmo tempo, ou ainda, efetuar suas três ligações com o mesmo átomo.

As cadeias orgânicas podem ser representadas de maneira simplificada. Neste tipo representação, os traços das ligações com os átomos de hidrogênio são omitidas. Os átomos de carbono das cadeias podem ser classificados de acordo com o número de outros carbonos a que se encontrem ligados.

• Carbono primário: ligado a somente um outro átomo de carbono. 
• Carbono secundário: ligado a dois outros átomos de carbono. 
• Carbono terciário: ligado a três outros átomos de carbono. 
• Carbono quaternário: ligado a quatro outros átomos de carbono. 

Para este tipo de classificação não se considera se a ligação entre os carbonos é simples, dupla ou tripla, somente o número de carbonos a que se encontra ligado.

• C carbono primário 
• C carbono secundário 
• C carbono terciário 
• C carbono quaternário 

As cadeias orgânicas podem ser divididas em três grupos:

• abertas, acíclicas ou alifáticas: a cadeia não se fecha em nenhum ponto 

H3C - CH2 - CH2 - CH3 

• fechadas ou cíclicas: a cadeia se fecha, formando uma figura geométrica. 

• mistas: presença de cadeia fechada e pelo menos um carbono fora do anel 

Estes tipos de cadeias podem ainda acumular outras classificações:

Cadeia saturada / insaturada 

Na cadeia saturada ocorrem somente ligações simples entre os átomos de carbono. Na cadeia insaturada ocorre dupla e/ou tripla ligação entre átomos de carbono. É bom lembrar que quando ocorre ligação dupla ou tripla entre carbono e outro elemento, esta não é considerada para classificar a cadeia como insaturada.

Cadeia normal / ramificada 

Na cadeia normal não ocorrem "ramos" ou "galhos", os carbonos são todos primários e secundários. A cadeia tem um só eixo. Na cadeia ramificada ocorrem os "ramos" ou "galhos", deve ocorrer pelo menos um carbono terciário ou quaternário.

A cadeia tem pelos menos dois eixos. Nas posições em que ocorrem carbonos terciário (C) ou quaternário (C) a cadeia tem dois eixos, o que a caracteriza como ramificada. A cadeia é não ramificada quando ela não possui carbono terciário ou quaternário e poderia ser escrita em um só eixo (linear).

Cadeia homogênea / heterogênea 

Na cadeia homogênea a sequência de carbonos ocorre sem interrupção de um átomo diferente. Na cadeia heterogênea existe um átomo diferente do de carbono que interrompe a seqüência de carbonos. Para funcionar como heteroátomo, este deve ser, no mínimo, divalente.

Átomo diferente do de carbono no final da seqüência de carbonos não é heteroátomo. Cadeia homogênea e cíclica é dita homocíclica. Cadeia heterogênea e cíclica é dita heterocíclica.

Presença ou não do benzeno 

A estrutura do benzeno (C6H6) é extremamente importante em química orgânica. É um ciclo de seis carbonos contendo três duplas ligações intercaladas. Pode aparecer de duas formas. O círculo no interior do hexágono indica que as duplas ligações encontram-se em constante movimentação.

A cadeia aromática possui o benzeno na sua estrutura. Quando a estrutura possui mais de um núcleo de benzeno, ela é chamada de polinuclear. Se dois átomos de carbono participam simultaneamente dos dois anéis, a estrutura é chamada de polinuclear condensada.

Quando não há nenhum átomo de carbono em comum entre os núcleos, a estrutura é chamada de polinuclear de núcleos isolados. A alicíclica é qualquer cadeia cíclica que não apresente o benzeno na sua estrutura.

Número de Oxidação NOX - Petrobrás.

O NOX e o tipo de ligação 

Chamamos de número de oxidação ou nox a carga assumida por um átomo quando a ligação que o une a um outro é quebrada. Existem três casos a serem analisados com relação ao nox de um elemento: composto iônico, covalente e substância simples. Num composto iônico, ou nox é a própria carga do íon, pois quando a ligação se rompe, já ocorreu a transferência do elétron do átomo menos para o mais eletronegativo. Na formação do NaCl, o Na passa de 11 para 10 elétrons e o Cl passa de 17 para 18 elétrons. O Na fica com carência de 1 elétron e assume a carga 1+, o Cl fica com excesso de um elétrons e assume a carga 1-. Então, os nox do Na e do Cl, neste composto, serão respectivamente 1+ e 1-.

Num composto covalente assume-se que a mesma se quebra e que o par de elétrons fica com o átomo mais eletronegativo. Na molécula de HCl, o átomo mais eletronegativo é o Cl e o menos é o H. O Cl adiciona um elétron à sua eletrosfera, enquanto o H perde um. Então, os nox do Cl e do H serão, respectivamente, 1- e 1+.

Em uma substância simples, os nox de todos os átomos componentes é igual a zero, pois não é possível a existência de diferenças de eletronegatividade. Exemplos: S8, H2, O2, P4, Cgraf, Cdiam. 

Regras para a determinação do NOX

Metais alcalinos 1+ Metais alcalino-terrosos 2+ Oxigênio (menos nos peróxidos, em que é 1-) 2 - Hidrogênio (menos nos hidretos, em que é 1-) 1+ Alumínio (Al) 3+ Zinco (Zn) 2+ Prata (Ag) 1+ Substâncias simples 0 A soma dos números de oxidação num composto é igual a zero. A soma dos números de oxidação num íon composto é igual a carga do íon.  

Exemplos Compostos Binários 

O nox de um dos elementos deve ser conhecido para que o outro possa ser calculado. Na Cl O Na por ser metal alcalino, tem nox igual a 1+. Como a soma dos nox num composto é igual a zero, o Cl tem nox igual a 1-.

Compostos Ternários 

O nox de dois dos elementos deve ser conhecido para que o terceiro possa ser calculado. H2SO4 O H tem nox igual a 1+. O O tem nox igual a 2-. O nox do S, por ser variável, não consta de tabelas e deve ser calculado. 2 átomos de H somam uma carga total de 2+. 4 átomos de O somam uma carga total de 8- Para que a carga do composto como um todo seja igual a zero, a carga do S tem de ser igual a 6+. 

Íons 

A somatória das cargas deve ser igual a carga total do íon. (NH4)+ 

O nox do H é igual a 1+. Como os H são em número de 4, a carga total deles é igual a 4+. Para que a carga total seja igual a 1+, o nox do N tem de ser 3-. (SO4)2-. O nox do O é igual a 2-. Como são 4 átomos de O, sua carga total é igual a 8-. Para que a carga total do íon seja igual a 2-, o nox do S tem que ser igual a 6+.