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title: "Mecanismos de reação: as setas curvas"
book: "Química dos ensinos fundamental e médio"
subject: chemistry
language: pt
chapter: 40
exercises: 15
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/40-mecanismos-de-reacao-as-setas-curvas
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Capítulo 40 — Mecanismos de reação: as setas curvas

Uma [equação balanceada](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/13-conservacao-da-massa-e-equacoes-balanceadas#def-g8-balanced-equations-equation) é como a primeira e a última fotografia de um filme: ela mostra os [reagentes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) antes e os produtos depois, e nada no meio. No entanto, as [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) não se limitam a trocar [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom). As ligações se rompem e se formam uma de cada vez, à medida que pares de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) se deslocam de um lugar para outro, passando por espécies de vida curta que nunca aparecem na equação. Os químicos desenham esses movimentos com [setas curvas](#def-g12-curly-arrows-curly-arrow). Com algumas regras, essas setas explicam por que uma reação acontece onde acontece, e preveem reações nunca vistas antes.

**O que você já sabe.**

A [eletronegatividade](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-electronegativity), as [ligações polares](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-bond) e as [cargas parciais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-bond) ([Capítulo 30](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#ch-g11-polarity-and-cohesion)). As [estruturas de Lewis](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure): [pares ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) e [pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) ([Capítulo 24](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#ch-g10-lewis-and-shape)). Os [grupos funcionais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-functional-group) e as funções ([Capítulo 33](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#ch-g11-functional-groups)).

## 40.1 Sítios ricos e sítios pobres em elétrons

**Definição 40.1 (Sítios doadores e sítios aceptores de elétrons).**

Um *sítio doador de elétrons* de uma [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) ou de um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) é um lugar rico em [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), capaz de ceder um par para formar uma nova ligação: um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair), uma [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond), um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) com carga negativa ou com [carga parcial](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-bond) $\delta^-$. Um *sítio aceptor de elétrons* é um lugar pobre em [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus), capaz de receber um par: um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) com carga positiva ou com [carga parcial](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-bond) $\delta^+$.

**Exemplo 40.2 (Os sítios de duas moléculas).**

No bromoetano, $\ce{CH3-CH2-Br}$, o bromo é mais eletronegativo que o carbono: o carbono ligado a ele tem $\delta^+$ (sítio aceptor), o bromo $\delta^-$ e três [pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair). Na propanona, o oxigênio do grupo $\ce{C=O}$ tem $\delta^-$ e dois [pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) (sítios doadores), o seu carbono $\delta^+$ (sítio aceptor). O [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidróxido $\ce{OH-}$, com a sua carga negativa e os seus três [pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair), é um doador forte.

![Átomos de carbono pobres em elétrons (+, sítios aceptores) ao lado de átomos eletronegativos ricos em elétrons (-, com pares não ligantes: sítios doadores).](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-curly-arrows/fig-a3a796113ef1.svg)

*[Átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono pobres em [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ($\delta^+$, sítios aceptores) ao lado de [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) eletronegativos ricos em [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) ($\delta^-$, com [pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair): sítios doadores).*

## 40.2 As setas curvas

**Definição 40.3 (Seta curva).**

Uma *seta curva* mostra o deslocamento de um par de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) durante uma etapa de uma reação. Ela parte do par que se desloca, um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) ou uma ligação, e termina onde o par vai: num [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom), onde ele forma uma nova ligação, ou num [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que fica com o par de uma ligação que se rompe.

**Método 40.4 (Desenhar as setas curvas).**

1. Encontre o sítio doador e o sítio aceptor.
2. Desenhe uma seta do par doador (um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) ou uma ligação) até o [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) aceptor: ali se forma uma nova ligação.
3. Se o [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) aceptor ficar então com [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) demais (mais que um octeto, ou mais que dois para o hidrogênio), desenhe uma segunda seta que rompe uma das suas ligações, com o par indo para o [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) mais eletronegativo.
4. Confira as cargas depois da etapa: o [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que cedeu um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) fica uma unidade mais positivo, o [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) que recebeu um par como [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) , uma unidade mais negativo; a carga total não muda.

**Proposição 40.5 (A carga se conserva em cada etapa).**

A carga elétrica total das espécies é a mesma antes e depois de cada etapa de um mecanismo.

**Demonstração.** Uma [seta curva](#def-g12-curly-arrows-curly-arrow) só desloca [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) que já estão ali; nenhum [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) é criado nem destruído, e os [núcleos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) não mudam. ∎

**Exemplo 40.6 (Uma primeira seta).**

Um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio $\ce{H+}$ encontra um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidróxido $\ce{OH-}$. Um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do oxigênio forma uma ligação com o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio, que não tem nenhum [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus): $\ce{H+ + OH- -> H2O}$. Uma seta, do [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do oxigênio até o $\ce{H+}$; as cargas $+1$ e $-1$ viram 0 na [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de água.

![A etapa mais simples: um par não ligante do íon hidróxido se desloca para formar a nova ligação O-H com o íon hidrogênio.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-curly-arrows/fig-955ecc93764f.svg)

*A etapa mais simples: um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidróxido se desloca para formar a nova ligação $\ce{O-H}$ com o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio.*

## 40.3 Etapas elementares e intermediários

**Definição 40.7 (Mecanismo, etapa elementar, intermediário).**

O *mecanismo de reação* de uma reação é a série de etapas pelas quais os [reagentes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) se tornam os produtos. Cada *etapa elementar* é um único evento em que alguns pares de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) se deslocam ao mesmo tempo. Uma espécie formada numa etapa e consumida numa etapa posterior é um *intermediário de reação*: ela não aparece na equação global.

**Exemplo 40.8 (Um carbocátion como intermediário).**

Quando o brometo de hidrogênio se adiciona ao eteno, a reação tem duas etapas. Na primeira, a [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) do eteno cede um par ao hidrogênio do $\ce{HBr}$, e o par $\ce{H-Br}$ vai para o bromo, que sai como $\ce{Br-}$; o carbono que perdeu a sua parte da [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) fica com só seis [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) e uma carga positiva: um carbocátion, $\ce{CH3-CH2+}$. Na segunda etapa, um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do $\ce{Br-}$ forma uma ligação com esse carbono. O carbocátion é um intermediário.

## 40.4 Três categorias de reação

**Definição 40.9 (Substituição, adição, eliminação).**

Numa *substituição*, um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) ou um grupo de uma [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) é trocado por outro. Numa *adição*, duas [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) se juntam numa só, e uma ligação múltipla vira simples. Numa *eliminação*, uma [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequena (muitas vezes a água) é retirada de uma [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule), e uma ligação simples vira múltipla.

![Três mecanismos. Setas laranja: um par doador forma uma nova ligação. Setas azuis: uma ligação se rompe, e o seu par vai para o átomo mais eletronegativo. Na eliminação, o íon hidrogênio é devolvido no final.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g12-curly-arrows/fig-a591f59a4d9f.svg)

*Três mecanismos. Setas laranja: um par doador forma uma nova ligação. Setas azuis: uma ligação se rompe, e o seu par vai para o [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) mais eletronegativo. Na [eliminação](#def-g12-curly-arrows-categories), o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio é devolvido no final.*

**Observação 40.10 (Mudar o esqueleto ou o grupo).**

Algumas reações só mudam o [grupo funcional](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-functional-group) e conservam o esqueleto carbônico: a [substituição](#def-g12-curly-arrows-categories) do bromoetano transforma um [haloalcano](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-halogenoalkane) num [álcool](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-alcohol), dois carbonos antes, dois depois. Outras constroem ou cortam o esqueleto: formar uma nova ligação carbono–carbono alonga uma cadeia, a etapa-chave para fabricar uma [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) grande a partir de [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequenas. Planejar uma [síntese](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/28-a-sintese-rendimento-e-pureza#def-g10-synthesis-yield-synthesis) é escolher reações dos dois tipos, na ordem certa.

## 40.5 Exercícios

**Exercício 40.1 ★.**

Em cada espécie, aponte um sítio doador e, se houver, um sítio aceptor: $\ce{OH-}$; $\ce{H+}$; $\ce{CH2=CH2}$; $\ce{CH3-Cl}$; $\ce{H2O}$.

**Solução de Exercício 40.1.**

$\ce{OH-}$: doador ([pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair), carga negativa); nenhum sítio aceptor. $\ce{H+}$: aceptor (nenhum [elétron](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus)). $\ce{CH2=CH2}$: doador (a [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond)). $\ce{CH3-Cl}$: doador ([pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do $\ce{Cl}$), aceptor (o carbono, $\delta^+$). $\ce{H2O}$: doador ([pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do $\ce{O}$); os seus [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de hidrogênio, $\delta^+$, são sítios aceptores fracos.

**Exercício 40.2 ★.**

[Substituição](#def-g12-curly-arrows-categories), [adição](#def-g12-curly-arrows-categories) ou [eliminação](#def-g12-curly-arrows-categories)? (a) $\ce{CH3-CH2-Cl + OH- -> CH3-CH2-OH + Cl-}$; (b) $\ce{CH2=CH2 + H2O -> CH3-CH2-OH}$; (c) $\ce{CH3-CH2-OH -> CH2=CH2 + H2O}$; (d) $\ce{CH2=CH2 + Br2 -> CH2Br-CH2Br}$.

**Solução de Exercício 40.2.**

(a) [substituição](#def-g12-curly-arrows-categories); (b) [adição](#def-g12-curly-arrows-categories); (c) [eliminação](#def-g12-curly-arrows-categories); (d) [adição](#def-g12-curly-arrows-categories).

**Exercício 40.3 ★.**

De onde parte uma [seta curva](#def-g12-curly-arrows-curly-arrow), e onde ela termina? O que significa uma [seta curva](#def-g12-curly-arrows-curly-arrow) que vai de um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) de um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxigênio até um [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de carbono?

**Solução de Exercício 40.3.**

Ela parte de um par de [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) (um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) ou uma ligação) e termina no [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) para onde o par vai. De um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do oxigênio até um carbono: o par vira uma nova ligação $\ce{O-C}$.

**Exercício 40.4 ★.**

Na reação $\ce{H+ + NH3 -> NH4+}$, que espécie cede o par? Desenhe a seta. Qual é a carga do produto?

**Solução de Exercício 40.4.**

A amônia cede o [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do seu nitrogênio; a seta vai desse par até o $\ce{H+}$. O produto $\ce{NH4+}$ tem a carga $+1$.

**Exercício 40.5 ★.**

O que é um [intermediário de reação](#def-g12-curly-arrows-mechanism)? Dê o nome do intermediário da [adição](#def-g12-curly-arrows-categories) do $\ce{HBr}$ ao eteno.

**Solução de Exercício 40.5.**

Uma espécie formada numa etapa e consumida numa etapa posterior; ela não está na equação global. Aqui, o carbocátion $\ce{CH3-CH2+}$.

**Exercício 40.6 ★★.**

Desenhe as [setas curvas](#def-g12-curly-arrows-curly-arrow) da [substituição](#def-g12-curly-arrows-categories) $\ce{CH3-Br + OH- -> CH3-OH + Br-}$ (uma etapa), e confira as cargas.

**Solução de Exercício 40.6.**

Uma seta de um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do oxigênio do $\ce{OH-}$ até o carbono; uma seta da ligação $\ce{C-Br}$ até o bromo. Cargas: $-1$ à esquerda ($\ce{OH-}$); à direita, o metanol é neutro e o $\ce{Br-}$ tem $-1$: o total é $-1$ dos dois lados.

**Exercício 40.7 ★★.**

Na primeira etapa da [adição](#def-g12-curly-arrows-categories) do $\ce{HBr}$ ao eteno, por que o par $\ce{H-Br}$ vai para o bromo e não para o hidrogênio? Que carga tem cada produto da etapa?

**Solução de Exercício 40.7.**

O bromo é mais eletronegativo que o hidrogênio: ele fica com o par e sai como $\ce{Br-}$ ($-1$); o hidrogênio se liga a um carbono, e o outro carbono fica com uma carga positiva: $\ce{CH3-CH2+}$ ($+1$).

**Exercício 40.8 ★★.**

Na desidratação do etanol, escreva as três etapas e diga, para cada uma, que espécie é o doador e qual é o aceptor. Por que o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio não é escrito na equação global?

**Solução de Exercício 40.8.**

1. $\ce{CH3-CH2-OH + H+ -> CH3-CH2-OH2+}$: doador, um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do oxigênio; aceptor, o $\ce{H+}$. 2. $\ce{CH3-CH2-OH2+ -> CH3-CH2+ + H2O}$: o par $\ce{C-O}$ vai para o oxigênio positivo (aceptor), que sai com ele na forma de água. 3. $\ce{CH3-CH2+ -> CH2=CH2 + H+}$: o par de uma ligação $\ce{C-H}$ (doador) se desloca para o carbono positivo (aceptor) para formar a [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond), e o $\ce{H+}$ sai. O [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio usado na etapa 1 é devolvido na etapa 3: ele aparece dos dois lados e se cancela.

**Exercício 40.9 ★★.**

A etapa $\ce{CH3-CH2+ + H2O -> CH3-CH2-OH2+}$ vem depois da [adição](#def-g12-curly-arrows-categories) de um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio ao eteno em água. Desenhe a seta. O que se forma depois de mais uma perda de $\ce{H+}$? Escreva a equação global e dê a sua categoria.

**Solução de Exercício 40.9.**

Uma seta de um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do oxigênio da água até o carbono positivo. Depois da perda de $\ce{H+}$, o etanol $\ce{CH3-CH2-OH}$. No total: $\ce{CH2=CH2 + H2O -> CH3-CH2-OH}$, uma [adição](#def-g12-curly-arrows-categories).

**Exercício 40.10 ★★.**

Leia o mecanismo da [substituição](#def-g12-curly-arrows-categories) do bromoetano: quantos pares se deslocam? Que ligação se forma, qual se rompe? Há um intermediário?

**Solução de Exercício 40.10.**

Dois pares se deslocam, numa só etapa: a ligação $\ce{C-O}$ se forma, a ligação $\ce{C-Br}$ se rompe. Nenhum intermediário.

**Exercício 40.11 ★★.**

O clorometano reage com o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidróxido mais devagar que o bromometano. Usando as [eletronegatividades](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-electronegativity) (C 2.55, Cl 3.16, Br 2.96), explique qual carbono é o mais $\delta^+$. Isso explica as velocidades? (Pense também na facilidade com que o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) que sai leva o par.)

**Solução de Exercício 40.11.**

O cloro é mais eletronegativo ($3.16 - 2.55 = 0.61$ contra $2.96 - 2.55 = 0.41$): o carbono do clorometano é o mais $\delta^+$, o que sozinho o faria reagir mais depressa. Não é o que acontece: a velocidade depende também da facilidade com que o [halogênio](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/23-camadas-eletronicas-e-tabela-periodica#def-g10-electron-shells-family) sai com o par, e o bromo, maior, sai com mais facilidade.

**Exercício 40.12 ★★★.**

O cloreto de hidrogênio se adiciona ao propeno, $\ce{CH2=CH-CH3}$. Na primeira etapa, o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) hidrogênio pode se ligar a qualquer um dos carbonos da [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond), o que dá dois carbocátions possíveis. Desenhe os dois, os dois produtos possíveis, e dê o nome deles. (Qual se forma mais é estudado no volume do primeiro ano da universidade.)

**Solução de Exercício 40.12.**

Se o hidrogênio se liga ao carbono 1: $\ce{CH3-CH+-CH3}$, que dá o 2-cloropropano $\ce{CH3-CHCl-CH3}$. Se ele se liga ao carbono 2: $\ce{+CH2-CH2-CH3}$, que dá o 1-cloropropano $\ce{CH2Cl-CH2-CH3}$.

**Exercício 40.13 ★★★.**

Um aluno desenha a primeira etapa da [substituição](#def-g12-curly-arrows-categories) do bromoetano com uma seta que vai do [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de bromo até o oxigênio do $\ce{OH-}$. Explique os dois erros.

**Solução de Exercício 40.13.**

A seta vai no sentido errado: ela tem de partir do doador, um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do $\ce{OH-}$, e terminar no carbono aceptor. E a nova ligação é entre o oxigênio e o carbono, não entre o oxigênio e o bromo: o bromo sai, levando o par da ligação $\ce{C-Br}$.

**Exercício 40.14 ★★★.**

Na formação de um [éster](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) a partir de um [ácido carboxílico](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-carboxylic-acid) e de um [álcool](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-alcohol), o oxigênio do [álcool](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-alcohol) ataca o carbono do grupo $\ce{C=O}$. Usando as [cargas parciais](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-bond), explique por que esse carbono é um sítio aceptor e esse oxigênio um sítio doador. Que [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) pequena é perdida no total, e de que categoria é a reação inteira?

**Solução de Exercício 40.14.**

O carbono do grupo $\ce{C=O}$ de um ácido está ligado a dois [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de oxigênio eletronegativos: fortemente $\delta^+$, um aceptor. O oxigênio do [álcool](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-alcohol) tem $\delta^-$ e dois [pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair): um doador. No total, perde-se água; o $\ce{-OH}$ do ácido é trocado pelo $\ce{-O-R}$ do [álcool](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-alcohol): uma [substituição](#def-g12-curly-arrows-categories).

**Exercício 40.15 ★★★.**

O eteno reage com o bromo $\ce{Br2}$, uma [molécula apolar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-polar-molecule). Quando uma [molécula](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de $\ce{Br2}$ se aproxima da [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond), os [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) da ligação $\ce{Br-Br}$ são empurrados para longe do [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de bromo mais próximo. Explique por que isso cria um sítio aceptor, e proponha a primeira etapa do mecanismo.

**Solução de Exercício 40.15.**

Empurrado pelos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) da [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond), o par da ligação $\ce{Br-Br}$ se desloca para o bromo mais distante: o bromo mais próximo fica $\delta^+$, um sítio aceptor. Primeira etapa: uma seta da [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) até o bromo mais próximo, e uma da ligação $\ce{Br-Br}$ até o bromo mais distante, que sai como $\ce{Br-}$; o outro carbono da antiga [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) fica com uma carga positiva.

## 40.6 Problema: fabricar o bromoetano

**Problema 40.1.**

Problema de fim de semana — a partir de dez gramas de eteno: quanto bromoetano?

O bromoetano, material de partida de muitas [sínteses](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/28-a-sintese-rendimento-e-pureza#def-g10-synthesis-yield-synthesis), é fabricado pela [adição](#def-g12-curly-arrows-categories) de brometo de hidrogênio ao eteno: $\ce{CH2=CH2 + HBr -> CH3-CH2-Br}$. Um químico usa $10.0\,\mathrm{g}$ de eteno e um excesso de brometo de hidrogênio; o [rendimento](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/28-a-sintese-rendimento-e-pureza#def-g10-synthesis-yield-yield) é de $75\,\%$.

**Parte I — Os sítios.**

1. Desenhe as [estruturas de Lewis](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lewis-structure) do eteno e do brometo de hidrogênio.
2. Onde fica o sítio doador do eteno? Por quê?
3. Calcule a diferença de [eletronegatividade](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/30-eletronegatividade-polaridade-e-forcas-intermoleculares#def-g11-polarity-and-cohesion-electronegativity) da ligação $\ce{H-Br}$ (H 2.20, Br 2.96). Que [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) tem $\delta^+$ ?
4. Que [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) do $\ce{HBr}$ é o sítio aceptor?

**Parte II — O mecanismo.**

5. Desenhe a primeira etapa com as suas duas [setas curvas](#def-g12-curly-arrows-curly-arrow) .
6. Dê as duas espécies formadas e as suas cargas.
7. Verifique a conservação da carga na primeira etapa.
8. Desenhe a segunda etapa com a sua [seta curva](#def-g12-curly-arrows-curly-arrow) .
9. Quantos [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus) cercam o carbono positivo do intermediário? Por que ele é tão reativo?

**Parte III — Que tipo de reação?**

10. Qual é o intermediário do mecanismo?
11. Por que ele não aparece na equação global?
12. A que categoria pertence a reação?
13. A reação muda o esqueleto carbônico, ou só o [grupo funcional](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/33-os-grupos-funcionais-e-as-familias#def-g11-functional-groups-functional-group) ?

**Parte IV — Quanto produto?**

14. Calcule as [massas molares](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/25-o-mol-e-a-massa-molar#def-g10-the-mole-molar-mass) do eteno e do bromoetano.
15. Calcule a [quantidade de matéria](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/25-o-mol-e-a-massa-molar#def-g10-the-mole-amount) de eteno.
16. Preencha a [tabela de avanço](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/27-a-tabela-de-avanco#def-g10-reaction-progress-table-extent) . Qual [reagente](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) é o limitante?
17. Calcule a massa máxima de bromoetano.
18. Calcule a massa obtida com um [rendimento](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/28-a-sintese-rendimento-e-pureza#def-g10-synthesis-yield-yield) de $75\,\%$ .
19. Dê a resposta final: que massa de bromoetano o químico obtém?

**Solução de Problema 40.1.**

**1.** Eteno: $\ce{H2C=CH2}$, uma [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) e quatro $\ce{C-H}$. Brometo de hidrogênio: $\ce{H-Br}$ com três [pares não ligantes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) no bromo.

**2.** A [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond): o seu segundo par é uma região rica em [elétrons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/16-dentro-do-atomo#def-g9-inside-the-atom-nucleus).

**3.** $2.96 - 2.20 = 0.76$: o $\ce{H}$ tem $\delta^+$.

**4.** O [átomo](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de hidrogênio.

**5.** Uma seta da [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) até o hidrogênio do $\ce{HBr}$; uma seta da ligação $\ce{H-Br}$ até o bromo.

**6.** O carbocátion $\ce{CH3-CH2+}$ ($+1$) e o $\ce{Br-}$ ($-1$).

**7.** Antes: $0 + 0 = 0$; depois: $+1 - 1 = 0$.

**8.** Uma seta de um [par não ligante](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-lone-pair) do $\ce{Br-}$ até o carbono positivo.

**9.** Seis (três ligações): falta um par para o octeto, por isso ele aceita um par de qualquer doador próximo.

**10.** O carbocátion $\ce{CH3-CH2+}$.

**11.** Ele é formado na primeira etapa e consumido na segunda.

**12.** Uma [adição](#def-g12-curly-arrows-categories).

**13.** Só o grupo: a cadeia de dois carbonos é conservada, e a [ligação dupla](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/24-estruturas-de-lewis-e-geometria-das-moleculas#def-g10-lewis-and-shape-multiple-bond) vira uma ligação simples que carrega $\ce{H}$ e $\ce{Br}$.

**14.** $28.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$; $108.9\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$.

**15.** $10.0 / 28.0 = 0.357\,\mathrm{mol}$.

**16.** Eteno: $0.357 - x$; $\ce{HBr}$: em excesso; bromoetano: $x$. O eteno é o limitante: $x_{\max} = 0.357\,\mathrm{mol}$.

**17.** $0.357 \times 108.9 = 38.9\,\mathrm{g}$.

**18.** $0.75 \times 38.9 = 29.2\,\mathrm{g}$.

**19.** Cerca de $29\,\mathrm{g}$ de bromoetano.