Qual e o tipo de ligação química que formam os compostos orgânicos?

A Química Orgânica, que é um ramo da Química que estuda os compostos extraídos dos organismos vivos, foi proposta em 1777 pelo químico alemão Torbern Olof Bergman.

Na época, não se conseguia produzir compostos orgânicos no laboratório. Bergman determinou então que a Química Orgânica estudaria os compostos extraídos dos reinos animal e vegetal. Foram feitas muitas tentativas, mas a síntese artificial de um composto orgânico não conseguia ser obtida.

Em 1807, Berzelius lançou a Teoria da Força Vital, que indicava que uma força vital dos reinos animal e vegetal era responsável pela produção de tais compostos. A crença na teoria da força vital foi tamanha que os cientistas da época não deram sequência à pesquisa para produzir um composto orgânico em laboratório.

Foi só em 1828, 21 anos depois de lançada a teoria da força vital, que o cientista Wöhler conseguiu, com o simples aquecimento do cianato de amônio (NH4CNO) obter a ureia (CO(NH2)2), substância até o momento, só encontrada na urina. 

Foi derrubada a teoria da força vital! A partir desse momento, a Química Orgânica passou a ser desenvolvida.

Mas foi só em 1848, através de um cientista chamado Gmelin, que foi definida a Química Orgânica:

Química Orgânica é a parte do estudo da Química que estuda os compostos formados pelo elemento carbono. Portanto, composto orgânico é todo composto que apresenta carbono.

Hoje, são conhecidos mais de 6 milhões de compostos orgânicos. Os compostos inorgânicos – os que não apresentam carbono – não chegam a duzentos mil.

Elementos organógenos são os elementos que formam os compostos orgânicos.

A grande maioria dos compostos orgânicos é formada pelos elementos Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e Nitrogênio (N). Outros elementos, como Cloro (Cl), Flúor (F), Magnésio (Mg), Sódio (Na) etc. – representam uma pequena parcela da constituição de compostos orgânicos. 

No corpo humano, por exemplo, há:

Elementos que formam os compostos do nosso corpo

C, H, O, N  mais de 99%

outros  menos de 1%

(Na, Mg, F, Cl, Br etc.)

Estudaremos agora os elementos mais importantes na constituição de compostos orgânicos: C, H, O e N.

Valência (número de ligações).

Hidrogênio - 1     H — (1 ligação - monovalente)

Oxigênio - 2     —O — (2 ligações - bivalente)

Em qualquer composto orgânico, esses elementos fazem o número de ligações determinado por sua valência.

Postulados de Kekulé

1- O carbono é tetravalente (faz quatro ligações).

2- Todas as ligações são iguais (covalentes).

3- O carbono forma cadeias (sequência de átomos de carbono, um ligado ao outro)

...C— C  — C  — C  — C... (cadeia carbônica)

Tipos de Ligação (covalente)

Ligação covalente simples ou simples ligação é aquela representada por uma única unidade de valência (um traço).

C	—	C
Ligação simples

Ligação covalente dupla ou dupla ligação é aquela representada por duas unidades de valência (dois traços).

C	=	C
Dupla Ligação

Ligação covalente tripla ou tripla ligação é aquela representada por três unidades de ligação (três traços).

C		C
Tripla Ligação

É sabido que em qualquer composto, o carbono faz quatro ligações. Veja as possibilidades:

Além do carbono, o hidrogênio também está presente em todos os compostos orgânicos (em praticamente 100% deles). Portanto, se em uma cadeia carbônica, a valência de algum elemento não está completa, o hidrogênio faz a complementação.

Exemplo

Complete com o número de hidrogênios necessários:

O hidrogênio faz uma ligação. Portanto, o número de hidrogênios ligados a cada carbono é igual ao número de ligações que faltam para totalizar as quatro ligações necessárias.

Uma representação mais simplificada:

Ao invés de mostrar todas as ligações do carbono com hidrogênio, simplesmente coloca-se o hidrogênio encostado no carbono ao que ele está ligado. Através de um índice determina-se o número de hidrogênios.

H  —	H | C | H	—	C | H	=	C | H	—	H | C | H	—C C  — H

H3C  —

C H

=

C H

—

C H2

— C CH

H3C  — CH = CH  — CH2  — C

Vamos completar a cadeia carbônica com o número de hidrogênios necessários:

H  —	H | C	= C =	H | C	— C C  —	H | C	— H
	| H

H2C = C =

H C

— C C  — CH3

ou

H2C = C = CH  — C C  — CH3

Agora há uma cadeia carbônica com o número de hidrogênios correto. É possível determinar o tipo de ligação (simples, dupla ou tripla) que o carbono está fazendo.

Pode-se escrever esta cadeia de outra forma:

CH3 - CH2 - CH = C = CH2

Lembre-se: o hidrogênio é encostado no carbono ao que ele está ligado. As ligações representadas são feitas entre os átomos de carbono.

Tipos de Carbono

Carbono Primário - é o carbono que está diretamente ligado, no máximo, a um átomo de carbono.

Exemplo

Carbono Secundário - é o carbono que está diretamente ligado a dois carbonos.

Exemplo

Carbono Terciário - é o carbono que está diretamente ligado a três carbonos.

Exemplo

Carbono Quaternário - é o carbono que está diretamente ligado a quatro átomos de carbono.

Exemplo

Usaremos "p" para primário, "s" para secundário, "t" para terciário e "q" para quaternário.

Agora podemos classificar cada carbono da cadeia abaixo:

Por uma questão de simplificação, pode-se escrever a cadeia carbônica sem os hidrogênios.

Os hidrogênios não interferem nestas classificações e ficam subentendidos, ou seja, estão presentes na cadeia em número suficiente para completar a valência de todos os elementos participantes do composto orgânico.

A mesma cadeia carbônica pode ser assim representada:

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