Definição da Química Orgânica e Importância do Carbono

1. A Definição de Química Orgânica

Podemos dizer que estamos começando quase que uma "nova Química", a Química do Carbono.

Hoje, nós conseguimos resumir a Química Orgânica com essa afirmação, mas nem sempre isso foi assim. 

Até o século XVIII, a Química havia sido "dividida" pelos cientistas em Química Orgânica e Química Inorgânica.

Nessa divisão, a Química Orgânica seria responsável por estudar os compostos originados dos seres vivos (animais e vegetais),

enquanto que a Química Inorgânica seria responsável por estudar os compostos originados dos minerais. 

Se você parar para pensar, isso fazia total sentido com a crença da época, voltada para a Teoria da Força Vital (um ser vivo só pode surgir de outro ser vivo).

Porém, em 1828, uma descoberta foi importantíssima para a transformação da Química Orgânica:

Um composto inorgânico, pela primeira vez, originou um composto orgânico.

Friedrich Wöhler produziu ureia, um composto orgânico, a partir do aquecimento do cianato de amônio, que é um composto inorgânico. 

Essa descoberta, junto com outras sínteses de compostos orgânicos originados de inorgânicos, gerou a necessidade de alterar o conceito de Química Orgânica. 

Foi aí que August Kekulé, em 1858, sugeriu que a Química Orgânica fosse definida como o estudo dos compostos de carbono. 

E essa é a definição até hoje, já que o carbono é a chave para a formação de todas as moléculas orgânicas existentes. 

Agora cuidado! Nem todo composto que possui carbono é orgânico. Lembra do H₂CO₃, do CO₂, do HCN, que já estudamos na Química Inorgânica? 

Pois é, nem todo composto com C é orgânico, mas todo composto orgânico tem C. 

Para não dizer que a Química Orgânica é formada apenas por carbono, existe uma expressão que nos diz os elementos que compõem 99,99% dela: CHONPS.

Os elementos predominantes da Química Orgânica são: carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. 

Na minha opinião, você deveria saber decorado as massas molares desses seis elementos. Isso ajudará você bastante nas questões.

Massas molares: C = 12u; H = 1u; O = 16u; N = 14u; P = 31u; S = 32u.

2. Estrutura eletrônica e tetravalência do carbono

Por que a Química Orgânica é a Química do Carbono? Por que o Carbono?

Você já parou para pensar por que o carbono é tão especial?

Por que ele está presente em tudo que é vivo e também em tantos materiais sintéticos, como plásticos, remédios e combustíveis?

A resposta disso está na sua estrutura eletrônica.

O carbono tem número atômico 6, o que significa que ele possui 6 prótons no núcleo e, em sua forma neutra, 6 elétrons ao redor desse núcleo.

Sua distribuição eletrônica, portanto, é: C₆ = 1s²2s²2p²

Ou seja, o seu subnível "s" está totalmente preenchido e o seu subnível "p" possui dois orbitais semipreenchidos e um orbital vazio. 

Em seu estado ativado, um elétron do subnível "s" salta para o orbital vazio do subnível "p", permitindo que o carbono faça até quatro ligações sigma!!!

Então olha essa combinação: o carbono tem 4é na camada de valência, quer receber 4é, pode fazer até 4 ligações e para completar...

ele é um ametal, ou seja, ele pode fazer até 4 ligações covalentes, compartilhando esses elétrons! 

Por essa capacidade de fazer até quatro ligações sigma, ele recebe o nome de composto tetravalente. 

3. Os postulados de Kekulé e a importância da tetravalência

Entendendo a importância do carbono, August Kekulé definiu três postulados. Ele propôs que:

1️ O carbono sempre faz quatro ligações (tetravalência);

Já falamos sobre isso.

2️ As quatro ligações simples que o carbono faz são equivalentes e coplanares, todas iguais;

Esse foi o postulado que Kekulé errou!!!

Para ele, se você pegasse uma molécula CCl₂F₂, por exemplo, você poderia desenha-la de formas diferentes.

Porém, hoje nós sabemos que o carbono, ao fazer quatro ligações simples, possui 4 nuvens eletrônicas e uma geometria tetraédrica, espacial!

O ângulo entre suas ligações é de 109°28’, e não de 90° como ele achava, por pensar que a geometria seria plana.

No momento em que as ligações deixam de ser simples e se tornam duplas ou triplas (coisa que o carbono é capaz de fazer), elas deixam de ser iguais.

A verdade é que esses dois desenhos acima são a mesma molécula e não moléculas diferentes.

3️ O carbono pode se ligar a outros átomos de carbono, formando cadeias de carbono, diversas e gigantescas.

Essa é a propriedade mais importante, porque, da maneira que o carbono faz, não existe nenhum outro elemento capaz.

E é essa capacidade do carbono que faz com que existam tantas moléculas orgânicas, que estudaremos ao longo de muitos e muitos capítulos.