Química Orgânica

O  petróleo  possui em sua composição principalmente hidrocarbonetos e seus componentes são de grande importância econômica. Aproximadamente 85% dos materiais obtidos a partir do petróleo são usados como combustíveis e os outros 15% na indústria  petroquímica , como por exemplo, na produção de plásticos e  asfalto . Por ser um material de tamanha importância, o estudo de seu  processo de refino  e  craqueamento  é um dos ramos de estudo da química orgânica.

Neste ramo da química orgânica estudamos com mais aprofundamento as moléculas responsáveis pela constituição e manutenção da vida dos seres vivos. Dentre as principais biomoléculas estão os carboidratos, as proteínas e os lipídios. Carboidratos : são polissacarídeos (açúcares), como a glicose e a frutose. Tem como função principal a de fornecer energia ao nosso organismo. Proteínas : são polímeros de condensação naturais formados de até 20 aminoácidos diferentes. Tem como função constituir fibras musculares, cabelo e pele. Algumas funcionam como catalisadores em reações do organismo, sendo chamadas de enzimas. Lipídios : são formados a partir da reação de um ácido graxo com o glicerol. Os mais importantes são os óleos e as gorduras. O triglicerídeo é um lipídeo que possui três grupamentos éster na sua estrutura.

Polímeros são macromoléculas formadas após uma reação de polimerização entre monômeros. Existem polímeros naturais, como as proteínas, a celulose e o látex, e existem polímeros sintéticos, que são sintetizados em laboratório de forma a “copiar” os naturais. Exemplos de polímeros sintéticos são os plásticos, o isopor e o nylon. Dentre os polímeros sintéticos temos dois tipos: polímeros de adição e de condensação. Polímeros de adição : os monômeros utilizados na produção desses polímeros devem apresentar pelo menos uma dupla ligação entre carbonos. Durante a polimerização, ocorre a ruptura da ligação π e a formação de duas novas ligações simples. Exemplos: PET, PVC, PVA e borrachas sintéticas. Polímeros de condensação : são formados pela polimerização de dois monômeros diferentes, liberando uma molécula pequena (geralmente a água) durante a condensação. Não é necessário que haja dupla ligação em um dos monômeros, mas é preciso que os dois sejam de funções diferentes. Exemplos:

As reações orgânicas ocorrem tanto em processos orgânicos quanto industriais, sendo assim, é importante o seu estudo para entendermos a bioquímica, os processos metabólicos e interações que ocorrem nos seres vivos. É uma área de grande incentivo de pesquisa em laboratórios e universidades pois é a base do desenvolvimento de remédios, processos da indústria alimentícia, dentre outros. As reações orgânicas são divididas em substituição, adição e eliminação. Reações de substituição : É uma reação de dupla troca onde um átomo ou grupo de átomos é substituído. Exemplo: CH 4  + Cl 2  → CH 3 Cl + HCl Reações de adição : é a reação onde dois ou mais reagentes se unem para formar um só produto. Ocorre geralmente em compostos insaturados ou cíclicos. Exemplo: H 2 C=CH 2  + H 2  → H 3 C‒CH 3 Reações de eliminação : É o oposto da reação de adição. Neste caso, um único reagente sofre um processo onde a molécula é quebrada em duas ou mais moléculas menores. Geralmente ocorre com uti

A isomeria é o fenômeno onde duas ou mais substâncias diferentes apresentam a mesma fórmula molecular e possuem diferentes fórmulas estruturais. Este ramo da química estuda as semelhanças entre cadeias carbônicas e funções, bem como seu comportamento espacial. A isomeria é dividida em plana (considera apenas a fórmula estrutural plana) e espacial (considera a fórmula estrutural espacial e a simetria da molécula). É um campo importante pois a isomeria está presente principalmente em medicamentos, onde muitas vezes temos isômeros ativos (aqueles que tem interesse farmacológico) e inativos.

Estuda as propriedades inerentes a cada classe de funções e como estas interagem entre si. Dentre as propriedades estudadas estão temperatura de fusão, temperatura de ebulição, solubilidade, acidez e basicidade. Em geral, todas as propriedades físicas dependem das interações intermoleculares presentes nos compostos. Vale lembrar a ordem de força das interações intermoleculares: Ligação Hidrogênio > Dipolo-dipolo > Van der Waals.

O estudo das funções orgânicas é a área onde aprende-se a identificar as funções, seus grupamentos funcionais e sua nomenclatura oficial. A tabela abaixo apresenta as principais funções orgânicas e seus respectivos grupamentos funcionais. Função Grupo Funcional Hidrocarboneto H, C Álcool ‒OH Fenol Ar‒OH C aromático Éter ‒O‒ Aldeído Cetona Ácido carboxílico Éster Haleto orgânico ‒X (F,C l , Br, I) Haleto de ácido (F, C l , Br, I) Amina ‒NH 2 Amida Nitrocomposto ‒NO 2 Nitrila ‒CN Ácido sulfônico ‒SO 3 H Composto de Grignard ‒MgX (F, C l , Br, I)

É a parte da química orgânica que estuda o elemento carbono, utilizando o conhecimento de ligações químicas para determinar os tipos de ligações possíveis para o elemento e sua hibridização em cada caso, bem como sua capacidade de encadeamento e seu comportamento dentro das moléculas orgânicas. Nesta seção também estudamos a classificação das cadeias de carbono e os princípios básicos de nomenclatura de cadeias. Abaixo temos um resumo da regra de nomenclatura de cadeias orgânicas. Nomenclatura: PREFIXO + INFIXO + SUFIXO (depende da função orgânica) Sufixo Infixo N° de Carbonos Saturação da Cadeia 1C MET Saturadas AN 2C ET 3C PROP Insaturadas 4C BUT 5C PENT 1 dupla EN 6C HEX 2 duplas DIEN 7C HEPT 3 duplas TRIEN 8C OCT 1 tripla TRIIN 9C NON 2 triplas IN 10C DEC 3 triplas DIIN 11C UNDEC

A química pode ser dividida em seis áreas do conhecimento: química geral e inorgânica (estuda os compostos inorgânicos e a estrutura da matéria), química orgânica (estuda os compostos de carbono, suas reações e propriedades), química analítica (estuda técnicas de identificação e quantificação de substâncias químicas), físico-química (estuda os aspectos termodinâmicos e cinéticos das substâncias e reações) e bioquímica (estuda a interação das substâncias químicas com organismos vivos). A primeira utilização de compostos orgânicos pelo homem foi na descoberta do fogo; quase tudo que sofre combustão é um composto orgânico. Em resumo, toda a vida é baseada no carbono, desde o combustível que queimamos, até a constituição do nosso próprio corpo. Cerca de 60% da massa corpórea de um indivíduo é de compostos orgânicos (desconsiderando-se a água). A diversidade dos compostos orgânicos existentes também é grande, cerca de 20 milhões, entre naturais e sintéticos. Entre o final do século XVIII