Conceitos de Qumica Alfabetizao cientfica de fitoterpicos Curso

Conceitos de Química Alfabetização científica de fitoterápicos Curso Técnico de Farmácia ETEC – Francisco Garcia Larissa Soares Fernandes Neto

Polaridade • Polaridade das ligações • Chamamos de polaridade a capacidade que as ligações possuem de atrair cargas elétricas, e o local onde ocorre este acúmulo denominamos de pólos, estes se classificam em pólos negativos ou positivos. • Vejamos agora a polaridade presente nas ligações iônicas e covalentes:

Ligação iônica • As ligações iônicas são aquelas as quais um metal se liga com um ametal. • Neste tipo de ligação a transferência de elétrons é definitiva e por isso os compostos iônicos, como o próprio nome já diz, são carregados de cargas positivas e negativas e, portanto, apresentam pólos. A esta definição se aplica a regra: • Toda ligação iônica é uma ligação polar.

Ligação covalente • Ligações covalentes, onde ocorrem o compartilhamento de pares de elétrons, podemos ter ligações polares e apolares entre os átomos envolvidos. Isto ocorre porque podemos ter ligados entre si átomos iguais ou diferentes. • Os pólos neste caso estão associados à eletronegatividade.

Eletronegatividade • Quando um átomo atrai um par eletrônico para si com mais “força” do que outro dizemos que ele é mais eletronegativo, portanto a eletronegatividade se baseia na tendência que determinado átomo possui em atrair elétrons compartilhados com outro átomo (em uma ligação covalente). • A escala de eletronegatividade de Pauling facilita nosso estudo:

Ligação Apolar • Se a ligação covalente for entre átomos de mesma eletronegatividade, a ligação será apolar, porque não ocorre formação de pólos. • Exemplo: Br ─ Br • Como se trata da ligação entre elementos iguais (Bromo) e com mesma eletronegatividade, o composto se classifica como apolar, pois ambos os átomos exercem a mesma força de atração sobre o par eletrônico compartilhado fazendo com que essas forças se anulem.

Ligação Polar • Agora, se a ligação covalente for entre átomos com eletronegatividades diferentes, a ligação será polar. Esta diferença induz o acúmulo de carga negativa ao redor do elemento mais eletronegativo, gerando assim, pólos na molécula. • Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos, maior será a polaridade da ligação. • Exemplos: HCℓ, HF, HBr e HI.

• Simplificadamente pode-se dizer que ligações entre átomos iguais são apolares e entre átomos diferentes são polares. • Se fôssemos fazer uma comparação: qual ligação, a covalente ou iônica, possui maior polaridade? • A ligação iônica apresenta polarização máxima, ou seja, nenhum outro composto é mais polarizado que o composto iônico.

Polaridade Molecular • Ao analisarmos as estruturas das moléculas, podemos determinar se elas são polares ou não, levando em consideração dois fatores importantes: a diferença de eletronegatividade entre os átomos e a geometria molecular.

Geometria molecular • A geometria molecular explica como estão dispostos os átomos dentro da molécula. • É o formato adotado por uma molécula constituída por ligação(ligações) covalente(s) no plano espacial, ou seja, é o arranjo espacial da molécula.

Teoria da repulsão de pares eletrônicos (TREPV) • Os elétrons presentes nas nuvens eletrônicas ao redor de um átomo central repelem-se (afastam-se), alterando o posicionamento dos átomos, determinando, assim, a geometria molecular. • Os átomos tendem a ficar numa posição mais espaçada e esparramada possível. Assim, conseguem adquirir a estabilidade.

Exemplos de geometrias moleculares • Geometria linear, angular, trigonal plana, tetraédrica, bipiramidal, octaédrica, forma de T, bipirâmide trigonal, gangorra ou tetraédrica distorcida, quadrado planar e pirâmide de base quadrática. • Veja as principais geometrias moleculares a seguir:

Geometria linear • Iodo (I 2) Fórmula estrutural do I 2 • Dissulfeto de carbono (CS 2) Fórmula estrutural do CS 2

Geometria angular • Água (H 2 O) Fórmula estrutural de H 2 O

Geometria trigonal plana • Tri-hidreto de boro (BH 3) Fórmula estrutural do BH 3

Geometria piramidal • Hidreto de fósforo (PH 3) Fórmula estrutural do PH 3

Geometria tetraédrica • Tetra-hidreto de silício (Si. H 4) Fórmula estrutural do Si. H 4

Geometria bipiramidal • Penta-hidreto de fósforo (PH 5) Fórmula estrutural do PH 5

Geometria octaédrica • Hexafluoreto de enxofre (SF 6) Fórmula estrutural do SF 6

A geometria molecular e a polaridade • A geometria da molécula interfere em como os elétrons estarão distribuídos nela e, consequentemente, na sua polaridade. • Se a molécula formada por três átomos ou mais, teremos que analisar cada ligação que é feita e a geometria da molécula.

Momento dipolar • Agora, devemos também conhecer o conceito de momento dipolar. • A medida da polaridade das ligações é dada pelo momento de dipolo. • Quando o momento dipolar é igual a zero temos uma molécula apolar e quando o momento dipolar é diferente de zero temos uma molécula polar. • A polaridade de uma ligação é medida de acordo com seu momento dipolar (µ). O momento dipolar é dado pela multiplicação entre a carga elétrica (δ) situada em cada átomo e a distância (d) entre eles: μ = d. |δ|

Momento dipolar • Esse momento dipolar é indicado por setas que apontam na direção do elemento mais eletronegativo, que atrai os elétrons: O ← C → O. • É uma grandeza vetorial (apresenta módulo ou intensidade, direção e sentido) indicado por seta que passa pelos núcleos atômicos e é orientado no sentido do polo positivo para o negativo. • Representado por:

Molécula Apolar Portanto, no caso da molécula de CO 2, ela é apolar Somando-se todos os vetores, encontramos o momento dipolar resultante, que nesse caso deu igual a zero porque os dois momentos dipolares possuem valores iguais, mas vão em direções opostas, anulando-se.

Molécula Polar • Agora, veja outro exemplo: H 2 O - geometria angular • Os elétrons são atraídos para o oxigênio. Mas, nesse caso, os vetores não se anulam, porque a geometria molecular da água é angular, já que suas direções não são opostas, dando um vetor momento dipolar resultante diferente de zero e, portanto, a molécula de água é polar.

Miscibilidade • Outra forma de avaliar a polaridade das moléculas, seria através da miscibilidade entre as substâncias. • Uma regra que devemos levar em conta é a que diz que “semelhante dissolve semelhante”. • Se uma substância é polar só poderá se dissolver em outra também polar e vice-versa. Por exemplo, sabendo que a água é polar e que o álcool é miscível na água podemos inferir que ele também é polar. Já a gasolina não é miscível em água então podemos dizer que a mesma é apolar.

O óleo não se mistura com a água, porque eles são, respectivamente, apolar e polar

Miscibilidade • A miscibilidade é a propriedade de duas ou mais substâncias, de mesmo estado físico, se misturarem em quaisquer proporções, formando uma solução homogênea. • Duas substâncias dizem-se imiscíveis se uma proporção significativa não forma uma solução homogênea, originando duas fases distintas. • Dois líquidos imiscíveis tendem a formar duas fases distintas, separadas por um menisco, ou seja, uma solução heterogênea.

Compostos Orgânicos • A ligação predominante entre os compostos orgânicos é a covalente. • A maioria das ligação ocorre entre elementos iguais (C-C), portanto possuem mesma escala de eletronegatividade. • As longas cadeias carbônicas não lhes permitem outro caráter senão o APOLAR. • A percentagem mássica da cadeia carbônica determina a miscibilidade dos compostos com água. • Quanto maior for a cadeia carbônica, menor será a polaridade do hidrocarboneto e menor será a tendência para ser miscível com a água.

• Álcoois de cadeia carbônica curta, como o etanol e o metanol, são polares e são miscíveis com água, já os de cadeia longa, como o 1 octanol, são apolares e são imiscíveis. metanol 1 -octanol

• O mesmo se aplica para o caso dos lipídeos: cadeias carbônicas longas estão associadas a compostos imiscíveis em água. • Situações análogas são aplicáveis em compostos que possuem determinados grupos funcionais: • Enquanto o ácido acético (CH 3 COOH) é miscível em água, o ácido valérico (C 4 H 9 COOH) não o é. • Aldeídos simples e cetonas tendem a ser miscíveis em água.

Solvente • Um solvente é uma substância líquida que tem a capacidade de dissolver outras substâncias (solutos) e de formar com estas uma mistura uniforme a que se dá o nome de solução. • A substância ou substâncias dissolvidas são designadas por soluto e, na mistura, encontram-se sempre em menor quantidade. • Fatores físicos também afetam a dissolução de compostos em solventes, por exemplo: • Aquecimento: favorece a dissolução • Pressão: favorece a dissolução

Os solventes podem ser • Polares: água (solvente universal), o etanol e o ácido acético. Entretanto, o etanol (álcool etílico) é muitas vezes considerado bipolar por dissolver com facilidade substâncias orgânicas apolares. • Apolares: o hexano, benzeno e clorofórmio. Em geral são voláteis.

Classificação dos Solventes Orgânicos Hidrocarbonetos aromáticos (exemplos: benzeno, tolueno e xileno); Hidrocarbonetos alifáticos (exemplos: hexano, heptano e benzina); Álcoois (exemplos: álcool metílico, álcool etílico e álcool propílico); Cetonas (exemplos: acetona, metil cetona e metil isobutil cetona); Ésteres (exemplos: acetato de etilo e acetato de butilo); Éteres (exemplos: éter dibutílico, éter dimetílico e éter etílico); Hidrocarbonetos halogenados (exemplos: cloreto de metileno, dicloreto de etileno, tetra cloro etileno, tetracloreto de carbono, tricloro etano e tricloro etileno); • Outros solventes orgânicos. • •

Referências • CAETANO, Mário J. L. “Solventes e Parâmetros de Solubilidade”; CTB. Disponível em: <https: //www. ctborracha. com/borracha-sintese-historica/materiasprimas/solventes-e-parametros-de-solubilidade/>. Acesso em em 27 de março de 2019. • CAETANO, Mário J. L. “Classificação dos Solventes Orgânicos”; CTB. Disponível em: <https: //www. ctborracha. com/borracha-sintese-historica/materiasprimas/solventes/classificacao-dos-solventes-organicos/>. Acesso em 27 de março de 2019. • DIAS, Diogo Lopes. "Geometria molecular"; Brasil Escola. Disponível em <https: //brasilescola. uol. com. br/quimica/geometria-molecular. htm>. Acesso em 27 de marco de 2019. • FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Polaridade das moléculas"; Brasil Escola. Disponível em <https: //brasilescola. uol. com. br/quimica/polaridade-dasmoleculas. htm>. Acesso em 27 de março de 2019.

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