Quais são os principais elementos presentes nos compostos orgânicos?

A química orgânica se dedica ao estudo das substâncias que contêm carbono. O carbono é um elemento especial pois consegue formar moléculas muito grandes e de muitos tipos diferentes, permitindo uma variabilidade imprescindível na formação da vida.
Os compostos orgânicos são chamados assim pois se acreditou por muito tempo que apenas os organismos vivos eram capazes de produzir esse tipo de substâncias, mas com o avanço da ciência nós já conseguimos criar e transformar compostos orgânicos em laboratório.

O carbono é um elemento da grupo 14 ou família IVA da tabela periódica, então possui 4 elétrons na camada de valência. Para atingir o octeto, é necessário que o carbono faça 4 ligações.

Características gerais de compostos orgânicos:

• Possuem predominantemente LIGAÇÕES COVALENTES;
• As cadeias carbônicas que só possuem carbono e hidrogênio têm caráter APOLAR, e os demais elementos conferem polaridade à molécula;
• Os outros elementos bastante comuns nos compostos orgânicos, além do carbono, são HIDROGÊNIO, OXIGÊNIO, NITROGÊNIO, e HALOGÊNIOS, os quais fazem, respectivamente, as seguintes ligações covalentes:

Hibridização do carbono

Classificação das cadeias carbônicas

Cadeia carbônica é o conjunto de átomos de carbono, bem como seus heteroátomos que constituem uma molécula orgânica.
Visto isso, podemos classificar uma cadeia carbônica quanto a algumas características

Cadeia aberta ou fechada

Cadeia aberta ou acíclica: Apresenta pelo menos duas extremidades e nenhum ciclo ou anel.
Ex.:

Cadeia fechada ou cíclica: Não apresenta extremidade, sua cadeia possui átomos que originam um ou mais ciclos.
Ex.:

Cadeia normal ou ramificada

Cadeia normal, reta ou linear: Apresenta somente duas extremidades, e seus átomos seguem uma única sequência. Cuidado, pois extremidades com átomos diferentes de carbono, não configuram ramificação.
Ex.:

Cadeia ramificada: Apresenta no mínimo duas extremidades carbônicas, e seus átomos seguem mais de uma sequência.

Ex.:

Cadeia saturada e insaturada

Cadeia saturada: Apresenta somente ligações simples entre átomos de carbono de sua cadeia.
Ex.:

Cadeia insaturada: Apresenta pelo menos uma ligação dupla ou tripla entre átomos de carbono na sua cadeia.

Ex.:

Cadeia homogênea e heterogênea

Cadeia homogênea: É constituída somente por átomos de carbono. Cuidado, átomos diferentes de carbono nas extremidades não configuram a presença de heteroátomo, portando são homogêneas.

Ex.:

Cadeia heterogênea: Possui a presença de um átomo diferente de carbono, entre carbonos, na cadeia.
Ex.:

Funções orgânicas

1- Hidrocarbonetos

Hidrocarbonetos são compostos formados por carbono e hidrogênio e constituem uma classe muito numerosa e importante, pois formam o “esqueleto” de todos os demais compostos orgânicos.

De uma forma geral, os hidrocarbonetos seguem a nomenclatura:

Posição dos radicais (caso exista) + Prefixo (em relação ao número de carbonos da cadeia principal) + indicativo de ligação (ligação simples, dupla, tripla…) + O(terminação de hidrocarbonetos)

a) Prefixos:

1c --> Met
2c --> Et
3c --> Prop
4c -->But
5c --> Pent
6c --> Hex
7c --> Hept
8c --> Oct
9c --> Non
10c --> Dec

b) Indicativo de ligações:

Ligações simples --> an
Ligações duplas --> en
Ligações triplas --> in
Ligações duas duplas --> dien
Ligações duas triplas --> diin

Os alcanos são considerados hidrocarbonetos de cadeia aberta, saturada de fórmula geral:

CnH​2n+2​​

A nomenclatura dos alcanos é denominada com o uso do prefixo correspondente ao número de átomos de carbono, seguindo do sufixo ano, que representa as ligações simples entre os átomos de carbono.

Exemplo:

Alcenos (alquenos, olefinas) são todos os hidrocarbonetos de cadeia aberta, insaturada, podendo assim apresentar uma dupla-ligação entre átomos de carbono, de fórmula geral:

CnH2n​​

Exemplo:

Nomenclatura

Analogamente aos alcanos, na nomenclatura dos alcenos, damos o prefixo correspondente ao número de átomos de carbono, seguido do sufixo eno, que apresenta presença de uma dupla-ligação entre os átomos de carbono.

Exemplo:

Alcenos podem ter mais de 3 átomos de carbono na cadeia, quando ocorrer essa situação deve ser indicado na posição da dupla, por números, devem-se numerar a cadeia principal da extremidade mais perto da dupla, separando sempre o número de palavras por meio de hífen.

Alcadienos (dienos) são hidrocarbonetos de cadeia aberta, insaturados e portadores de duas duplas-ligações, fórmula geral:

CnH​2n-2​​

Exemplo:

Nomenclatura:

Os alcadienos seguem a regra dos outros hidrocarbonetos e o sufixo dieno, irá indicar a presença das duas duplas ligações.

Alcinos (alquinos) são todos os hidrocarbonetos de cadeia aberta, insaturada, composto por uma tripla-ligação entre 2 átomos de carbono, fórmula geral:

CnH​2n-2​​

Exemplos:

Nomenclatura

Os alcinos permanecem com a mesma regra de nomenclatura dos alcenos. O prefixo correspondente ao número de átomos de carbono, seguindo de sufixo ino, que irá indicar a presença da tripla-ligação.

OBS: Alcadiinos seguem o mesmo padrão dos alcadienos, porém ao invés de duas ligações duplas, serão duas ligações triplas que farão parte do hidrocarboneto.

Exemplo:

Primeiro é preciso identificar na molécula a cadeia principal. Ela tem as seguintes características:

a) Possui a maior quantidade de carbonos em sequência. O que fica de fora de cadeia principal deve ser considerado radical (ramificação).

Ex: A cadeia principal, nesse caso, é a que possui os sete átomos de carbono:

Caso haja mais de uma possibilidade, deve-se escolher a que apresentar maior quantidade de ramificações. No exemplo abaixo, temos duas escolhas de cadeias principais que com 6 átomos de carbono:

A primeira possibilidade é a correta pois possui duas ramificações (etil e metil), enquanto a segunda possibilidade possui apenas uma ramificação (isopropil ou secpropil).

b) Contém as insaturações (ligações duplas, triplas, duas duplas…), se houver.

Depois de escolhida a cadeia principal, você dever numerar os carbonos. Deve começar pelo carbono da extremidade mais próxima da instauração ou da ramificação (a instauração tem prioridade).

As ramificações são escritas primeiro e, se houver mais de uma ramificação, elas devem ser escritas em ordem alfabética, desconsiderando prefixos como di, tri, sec, terc e etc (o prefixo “iso” entra na ordem alfabética). Além disso, os números dos carbonos nas insaturações devem considerar os menores números possíveis.

Abaixo encontra-se uma tabela com as principais ramificações, suas estruturas e nomenclaturas para consulta:

Exemplos:

Podem ser chamados também de hidrocarbonetos cicloalifáticos saturados, aliciclicos saturados, ciclanos e cicloparafinas.
Possuem fórmula geral: C_n​n​​H_{2n}​2n​​
Suas nomenclaturas seguem as regras dos alcanos, sendo adicionanda a palavra ciclo.
Ex.:

Podem ser chamados também de hidrocarnonetos cicloalifaticos insaturados, aliciclicos insaturados, cicloalquenos e ciclenos.
Possuem fórmula geral: Cn H2n
Suas nomenclaturas seguem as regras dos alcenos, sendo adicionada a palavra ciclo.

São hidrocarbonetos cuja estrutura molecular possui, pelo menos, um anel aromático ou benzênico. Não possuem fórmula geral.
Esses hidrocarbonetos possuem uma nomenclatura particular, que não seguirá o padrão dos demais.

DEFINIÇÃO

A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou instaurada, contanto que tenha hidroxila ligada a um carbono saturado.

Exemplos:

NOMENCLATURA

Baseia-se, como sempre, em 3 partes: prefixo, infixo e sufixo. O prefixo se refere ao número de carbonos da cadeia (met, et, prop, but, pent…), o infixo se refere à saturação da cadeia (an, en, in) e o sufixo se refere ao grupo funcional do álcool (OL).

DEFINIÇÃO

A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou instaurada, contanto que tenha pelo menos 1 átomo de oxigênio entre 2 grupos ou radicais orgânicos.

OBS: A fórmula condensada dos éteres é simplesmente o “O” entre radicais. O etoxietano condensado, por exemplo, é assim: CH3CH2OCH2CH3

NOMENCLATURA

Baseia-se em 1 palavra composta de prefixo, infixo e sufixo. O prefixo se refere ao número de carbonos do menor radical (met, et, prop, …). O infixo é “OXI”. O sufixo é o nome do hidrocarboneto correspondente ao maior radical.

Exemplos:

OBS:

O CARBONO 1 de cada radical será o que estiver ligado ao grupo funcional (neste caso, o oxigênio);

DEFINIÇÃO

A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou instaurada, contanto que tenha carbonila (C=O) ligada a pelo menos um átomo de hidrogênio (na extremidade da cadeia carbônica).

Exemplos:

NOMENCLATURA

Baseia-se, como sempre, em 3 partes: prefixo, infixo e sufixo. O prefixo se refere ao número de carbonos da cadeia (met, et, prop, but, pent…), o infixo se refere à saturação da cadeia (an, en, in) e o sufixo se refere ao grupo funcional do aldeído (AL).

OBS:

a. O CARBONO 1 sempre será o que estiver ligado ao grupo funcional (neste caso, a carbonila ligada ao H);
b. A CADEIA PRINCIPAL será a que contiver o grupo funcional;

DEFINIÇÃO

A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou instaurada, contanto que tenha carbonila (C=O) ligada a 2 radicais (no meio da cadeia carbônica). Ou seja, aqui, o oxigênio deve ser ligado, obrigatoriamente, a carbono secundário.

Exemplos:

OBS: A maneira condensada de representar o grupo funcional da cetona é –CO–.
Exemplo:

NOMENCLATURA

Baseia-se, como sempre, em 3 partes: prefixo, infixo e sufixo. O prefixo se refere ao número de carbonos da cadeia (prop, but, pent, hex…), o infixo se refere à saturação da cadeia (an, en, in) e o sufixo se refere ao grupo funcional da cetona (ONA).

OBS:

a. O CARBONO 1 sempre será o que estiver ligado ao grupo funcional (neste caso, a carbonila), no caso de cetonas cíclicas;
b. A CADEIA PRINCIPAL será a que contiver o grupo funcional;

DEFINIÇÃO

A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou instaurada, contanto que tenha carboxila (carbonila ligada a uma hidroxila, na extremidade da cadeia carbônica).

Exemplos:

OBS: A fórmula condensada dos ácidos carboxílicos é COOH na extremidade que contenha o grupo funcional. Às vezes, pode aparecer como CO_​2​​H. O ácido metanoico condensado, por exemplo, é assim: HCOOH.

NOMENCLATURA

Baseia-se em 2 palavras. A primeira é “ÁCIDO” e a segunda, como sempre, compõe-se de 3 partes: prefixo, infixo e sufixo. O prefixo se refere ao número de carbonos da cadeia (met, et, prop, but, pent…), o infixo se refere à saturação da cadeia (an, en, in) e o sufixo se refere ao grupo funcional do ácido (ÓICO).

Exemplos:

OBS:

a. O CARBONO 1 sempre será o que estiver ligado ao grupo funcional (neste caso, a carboxila);

b. A CADEIA PRINCIPAL será a que contiver o grupo funcional;

DEFINIÇÃO

Os ésteres são caracterizados pela presença do grupo funcional:

Os ésteres são produzidos a partir da reação de um ácido carboxilico com um álcool, pela chamada reação de esterificação.
Ex.:

DEFINIÇÃO

Os áidos carboxílicos, como qualquer outro ácido, são capazes de reagir com uma base e produzir um sal. Neste caso é gerado um sal orgânico.
Ex.:

DEFINIÇÃO

A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou insaturada, homogênea ou heterogênea, contanto que seja a estrutura da amônia com pelo menos 1 de seus hidrogênios substituídos por um radical orgânico.

Exemplos:

DEFINIÇÃO

A cadeia carbônica pode ser aberta ou fechada, normal ou ramificada, saturada ou instaurada, contanto que tenha carbonila (C=O) ligada a um átomo de nitrogênio.

Exemplos:

NOMENCLATURA

Baseia-se em 2 partes: prefixo e sufixo. O prefixo se refere ao hidrocarboneto ligado à carbonila (metano, etano, benzeno, ciclopenteno…), o sufixo é a palavra amida.

Exemplos:

Quais os principais elementos presentes nos compostos orgânicos?

Qual e o principal elemento presente em um composto orgânico?

Quais são os quatros principais compostos orgânicos?

Está presente em todos os compostos orgânicos?