Hidrocarbonetos Aromáticos
1. Conceito e Características do Anel Benzênico
Chegamos no último grupo de hidrocarbonetos, finalmente.
Os hidrocarbonetos aromáticos são compostos que possuem pelo menos um anel benzênico (C₆H₆) em sua estrutura.
O que faz do benzeno algo especial? A ressonância, que o torna muito mais estável e menos reativo do que os alcenos comuns.
Se você olhar para o benzeno, pode pensar que ele tem três ligações duplas fixas, mas nós já conversamos sobre isso, né?
Na realidade, essas ligações estão se movimentando constantemente dentro do anel.
O giro dos elétrons no composto é tão presente e constante que o comprimento das ligações do benzeno são diferentes!
No geral, uma ligação simples C-C possui 154 pm de comprimento e uma ligação dupla C=C possui 134 pm.
As ligações do benzeno possuem todas o mesmo comprimento de 139 pm, um meio termo justificável pela ciranda dos elétrons dentro dele.
Pegar esse elétron girando no benzeno para quebrar a dupla é quase impossível.
Por isso que esses compostos realizam reações de substituição ao invés de reações de adição (em condições normais).
2. Exemplos de Hidrocarbonetos Aromáticos
O benzeno não está sozinho, existem vários compostos aromáticos derivados dele. Vou te mostrar quais são os principais.
- Benzeno (C₆H₆): O aromático mais simples, base de vários outros compostos.
- Naftaleno (C₁₀H₈): Contém dois anéis benzênicos fundidos, encontrado em naftalina.
- Antraceno (C₁₄H₁₀): Composto de três anéis benzênicos em linha, usado na fabricação de corantes.
- Fenantreno (C₁₄H₁₀): Também tem três anéis, mas em arranjo angular, encontrado no alcatrão de hulha.
- Bifenila (C₁₂H₁₀): Dois anéis benzênicos unidos por uma ligação simples.
3. Propriedades Físicas
Comparados aos ciclanos de mesma quantidade de C, os aromáticos tendem a ser mais densos porque a aromaticidade torna a molécula mais compacta.
Isso aumenta as interações intermoleculares e a densidade do composto em geral.
Outra característica importante dos aromáticos é a influência da posição dos substituintes no anel benzênico (substituinte = radical/ramificação).
Lembra que nós já falamos sobre os compostos orto, meta e para no capítulo de principais radicais da Química Orgânica, nos radicais aromáticos?
Então, vamos comparar o PF e o PE dos três isômeros do xileno (dimetilbenzeno) e discutir por que que os valores são assim.
O PE aumenta do para-xileno para o meta-xileno para o orto-xileno. Mas isso nós já sabíamos, já que mais simétrico = mais apolar = interações mais fracas = menor PE.
Agora, porque que o maior PF é o do para-xileno e não novamente o do orto-xileno?
O raciocínio para o ponto de fusão é um pouco diferente, ele não está relacionado à forças intermoleculares.
O PF está relacionado com a forma em que a molécula se empacota no estado sólido.
Quanto mais simétrica uma molécula for, mais estável o seu empacotamento na forma sólida será. Portanto, mais difícil será quebrar essa estrutura.
Se fica mais difícil quebrar essa estrutura, você precisa de uma temperatura maior. Por isso, o PF se torna maior.
4. Nomenclatura IUPAC Oficial
Dessa vez, resolvi deixar por último, pois essa nomenclatura é muito específica e muito decoreba, sendo diferente de todo o resto dos hidrocarbonetos.
O difícil da nomenclatura dos aromáticos não é a cadeia principal, pois ela vai ser uma dessas seis.
O difícil na nomenclatura é localizar GFs e ramificações, porque a numeração da CP é diferente de todo o resto, com regras próprias para cada um dos compostos.
É complicado tentar entender um porquê para isso, já que a numeração que eles recebem até hoje é histórica, de antes mesmo da padronização da IUPAC.
Portanto, é triste lhe dizer isso, mas é regra, tem que decorar.
Nosso papel aqui é identificar duas etapas em cada um dos hidrocarbonetos aromáticos:
Por onde eu posso começar a numerar?
Como é a sequência de numeração depois que eu começo?
Numerando o Benzeno
O benzeno não tem segredo, todos os seus seis carbonos são iguais. Portanto, você pode começar a numeração por qualquer um dos seis carbonos.
Não só isso, você pode numerar do 1 em diante tanto no sentido anti-horário quanto no sentido horário.
O que define a sequência da numeração são as regras que já conhecemos: sempre dar para ramificações, insaturações ou GFs o menor número possível.
Numerando o Naftaleno
No naftaleno, existem os carbonos alfa e os carbonos beta.
Os alfa são os carbonos que participam da ressonância nos dois anéis aromáticos. Esses carbonos são os que ficam na vertical do desenho.
No naftaleno, você só pode iniciar a numeração por carbonos alfa e você sempre deve numerar primeiro o ciclo que possui o 1 para depois passar para o outro.
O que determina qual dos quatro carbonos você numerará como 1 e para qual sentido você vai girar é a localização das ramificações.
Numerando o Antraceno
Da mesma forma que o naftaleno, os quatro carbonos verticais dos anéis laterais são as quatro opções possíveis para começar a numeração.
E você sempre começa completando o anel que você colocou o 1, passa para o outro anel lateral, e depois completa os números 9 e 10 no anel central.
Numerando o Fenantreno
Você só pode começar a numeração no Fenantreno por duas posições e você sempre completa primeiro no anel que colocou 1, passa para a outra lateral e finaliza no centro.
As duas situações possíveis são:
Numerando a Bifenila
Para finalizar, a numeração do bifenila é única também, ela é feita como se fosse um espelho.
Os números 1 são dados para os dois carbonos que ligam os dois anéis e você decide se numera no sentido horário ou anti-horário.
O segredo é que um dos ciclos recebe a numeração 1 e o outro recebe a numeração 1’, assim como todos os outros números.
Se tudo isso ficou entendido, agora só resta praticar a nomenclatura em questões, sempre fazendo passo a passo, ao invés de tentar adivinhar ou pular etapas.
