Representação de estruturas de moléculas orgânicas

RKA2G A coisa que costuma gerar mais problemas em química (e em química orgânica, especificamente) é a notação e a nomenclatura dos compostos que é usada. O que a gente vai fazer neste vídeo e nos próximos é tentar estabelecer uma boa base de notação e nomenclatura para que o resto das coisas em química não fique tão difícil assim. Então, vamos começar. O que a gente vai fazer é basicamente uma revisão de química. Vamos escrever uma cadeia de carbono, que é basicamente com o que a química orgânica lida. Ela lida com cadeias de carbono. Vamos começar com uma cadeia de um carbono apenas. É até meio engraçado chamar isto de "cadeia", porque tem um carbono só. Mas enfim, este carbono tem quatro elétrons de valência e ele quer chegar a 8, que é o "número mágico" em química. É o número estável de valência. Um bom parceiro para este carbono chegar aos 8 elétrons de valência é o hidrogênio. Ele pode compartilhar este elétron com o hidrogênio e os dois vão ficar felizes. Aqui a gente tem o terceiro hidrogênio e o quarto hidrogênio. Oito é o "número mágico" de valência para todo mundo, exceto o hidrogênio e o hélio, porque eles estão tentando só preencher o seu orbital 1s. O "número mágico" para o hidrogênio e para o hélio é 2. Eu posso desenhar esta mesma molécula, que é o metano (e a gente vai explicar isso mais para a frente também, o porquê da nomenclatura) de uma outra forma: eu posso desenhar o carbono e, em vez de desenhar os elétrons explicitamente, eu posso desenhá-los como estas linhas. Aqui eu ainda vou ter os quatro hidrogênios ligados e cada uma destas linhas representa agora dois elétrons: um vindo do carbono e o outro, do hidrogênio. Vamos fazer uma cadeia de três carbonos, então. Aqui a gente tem o primeiro carbono, com 1, 2, 3, 4 elétrons de valência, o segundo carbono, também com 4 elétrons de valência e o terceiro carbono, também com 4 elétrons de valência. Agora, estes elétrons que estão sozinhos vão ser pareados com o hidrogênio de novo. Aqui a gente vai ter um hidrogênio, aqui a gente vai ter outro hidrogênio, aqui para baixo a gente vai ter mais alguns hidrogênios, mais um hidrogênio, aqui vai ter outro hidrogênio, aqui um hidrogênio e a gente está acabando já. Este é o último hidrogênio da molécula. A gente pode perceber que, nesta estrutura, cada carbono fez quatro ligações. Este carbono aqui está ligado com este carbono e com três hidrogênios. Este do meio está ligado a dois carbonos e dois hidrogênios. E este aqui da direita está ligado a três hidrogênios e a este carbono. Esta é uma estrutura molecular válida, mas foi um tanto quanto trabalhoso desenhar todos estes elétrons de valência. Então, a gente pode tentar desenhar esta mesma molécula com linhas, como a gente fez com o metano aqui em cima. A gente tem a cadeia de três carbonos e os hidrogênios ligados a esses carbonos. Porque desenhar todos os elétrons de valência é um tanto quanto trabalhoso e você acaba gastando muito tempo. Então, a gente pode simplificar um pouco e desenhar estas linhas, que valem por dois elétrons, ao invés de desenhar todos os elétrons. Esta molécula que a gente acabou de desenhar é o propano. Mais para a frente, a gente vai entender o porquê dessa nomenclatura. Vamos só escrever que esta molécula aqui de cima é o metano. Tem um jeito ainda mais fácil de escrever esta molécula do propano. A gente pode pegar esta primeira parte e dizer que a gente tem um CH₃. O CH₃ está ligado a esta parte aqui do meio. Então, ele está ligado a um CH₂. E o CH₂ está ligado a esta última parte, que vai ser outro CH₃. No fim das contas, não importa muito qual notação você use, desde que seja possível reconhecer a estrutura à qual você está se referindo. E a gente pode, ainda, escrever esta molécula do propano de um jeito mais simples. Como tem três carbonos, a gente pode colocar desta forma: 1, 2, 3. Como é possível que isto aqui que eu acabei de desenhar signifique a mesma coisa que as três notações que a gente escreveu aqui em cima? Isto que a gente acabou de desenhar é a fórmula linear do propano. Este é o jeito mais fácil e mais rápido de representar uma molécula orgânica. Quando a gente usa esta notação, a gente assume que tem um carbono em cada ponto entre as linhas. Aqui a gente tem um carbono, aqui a gente tem um carbono e aqui a gente tem outro carbono. E a gente assume, também, que os carbonos estão fazendo quatro ligações, porque não tem nenhuma carga aqui. Este carbono do meio, por exemplo, está fazendo duas ligações com carbono. Então, as outras duas ligações que ele vai fazer estão implícitas. São ligações com o hidrogênio. Então, este carbono faz duas ligações com o hidrogênio. Este carbono está fazendo uma ligação só. Então, as outras três são, implicitamente, ligações com o hidrogênio. E a mesma coisa vale para este carbono aqui da esquerda. Ele faz três ligações com hidrogênio, que estão implícitas na fórmula linear. Então, esta notação tão simples carrega as mesmas informações que as notações que a gente fez aqui em cima. A gente pode ter, também, algumas notações mistas. A gente pode ter, por exemplo, um CH₃ e aqui a gente deixa este carbono implícito e aqui um outro CH₃, que seria o resultado de combinar estas duas notações aqui de baixo. Como, nesta notação, a gente colocou o CH₃ explícito para as extremidades, mas este carbono do meio ficou implícito, como nesta última notação aqui. Aqui a gente teria um carbono que está fazendo uma ligação com 2 hidrogênios. Todas estas notações que a gente apresentou aqui são válidas para representar a cadeia carbônica destes compostos.