Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Mecanismo de Reação


Na química orgânica, entender os caminhos e processos das reações é crucial para dominar a disciplina. Os mecanismos de reação fornecem uma explicação detalhada, passo a passo, de como os reagentes são transformados em produtos. Isso inclui a quebra e formação de ligações, o movimento dos elétrons e o arranjo dos átomos ao longo do processo. Os mecanismos não apenas revelam a sequência de transformações, mas também mostram como a maneira como as reações ocorrem é fortemente influenciada pela estrutura e energia das moléculas.

Introdução aos mecanismos de reação

O mecanismo de reação explica em detalhe o que acontece em cada etapa de uma reação química. Ele revela os tipos de espécies químicas envolvidas, incluindo intermediários e estados de transição. Enquanto as equações químicas balanceadas fornecem uma visão sobre a estequiometria da reação, os mecanismos proporcionam um entendimento mais profundo das mudanças moleculares que ocorrem.

Componentes do mecanismo de reação

Os mecanismos são compostos de vários componentes fundamentais:

  • Reagentes: As moléculas iniciais que sofrem uma mudança.
  • Produtos: Os compostos finais formados após a conclusão de uma reação.
  • Intermediários: Espécies que aparecem no mecanismo de reação, mas não na equação geral da reação. Eles são frequentemente altamente instáveis e existem apenas transitoriamente.
  • Estados de transição: Estados de alta energia pelos quais os reagentes passam para formar produtos. Estes não podem ser separados.
  • Intermediários de reação: Moléculas ou íons formados em uma etapa e consumidos na próxima etapa de um mecanismo de reação.

Tipos de mecanismos de reação

Existe uma variedade de mecanismos de reação na química orgânica. Aqui, exploramos alguns dos tipos mais comuns:

Reações de substituição

Nas reações de substituição, um átomo ou grupo de átomos em uma molécula é substituído por outro átomo ou grupo. Existem dois mecanismos principais de reações de substituição:

1. Mecanismo SN1

O mecanismo SN1 (substituição nucleofílica monomolecular) ocorre através de um processo em duas etapas:

RL → R+ (carbocátion) + L-

O carbocátion é então atacado por um nucleófilo para formar o produto:

R+ + Nuc: → R-Nuc

Representação visual:

RL (R+ + L-) lento Rápido R-Nuc

A etapa determinante da taxa é a formação do carbocátion, e esse mecanismo é favorecido em solventes próticos polares que estabilizam os ânions. Carbonos terciários geralmente sofrem reações SN1.

2. Mecanismo SN2

O mecanismo SN2 (substituição nucleofílica bimolecular) ocorre através de uma etapa coordenada única:

Nuc: + RL → Nuc-R + L

Representação visual:

Nuc: RL Ataque por trás Nuc-R + L

O nucleófilo ataca o carbono eletrofílico na direção oposta ao grupo de saída, causando uma inversão de configuração. Este mecanismo é preferido por nucleófilos fortes e ocorre mais facilmente em carbonos primários.

Reações de eliminação

As reações de eliminação envolvem a remoção de átomos ou grupos de uma molécula, resultando frequentemente na formação de uma ligação dupla. Existem dois principais tipos de mecanismos de eliminação:

1. Mecanismo E1

O mecanismo E1 (eliminação monomolecular) ocorre através de um processo em duas etapas envolvendo a formação de um intermediário carbocátion:

RL → R+ + L-

A seguir:

R+ → Alceno + H+

Representação visual:

RL (R+) lento alceno + H+

O mecanismo E1 é similar ao SN1, que ocorre com substratos terciários onde a formação de um carbocátion estável é possível.

2. Mecanismo E2

O mecanismo E2 (eliminação bimolecular) ocorre em uma única etapa coordenada:

Base: + RL → Alceno + BaseH + L

Representação visual:

Base: RL Abstração de próton alceno + BaseH + L

Uma base forte retira um próton, e o grupo de saída sai simultaneamente, formando uma ligação dupla. O E2 é favorecido por bases fortes e grupos de saída volumosos, ocorrendo frequentemente em posições de carbono secundárias e terciárias.

Reações de adição

As reações de adição envolvem a quebra de ligações múltiplas e a adição de novos átomos ou grupos. O mecanismo pode variar dependendo dos reagentes e condições.

1. Adição eletrofílica

Nesta reação, um eletrófilo se adiciona a uma ligação pi, geralmente de um alceno:

C=C + X- → C-CX

O eletrófilo, geralmente um ácido (por exemplo, HBr, HCl), ataca primeiro a ligação pi rica em elétrons, resultando na formação de um carbocátion seguido pela adição do nucleófilo.

2. Adição nucleofílica

Ocorre em carbonilas onde um nucleófilo ataca o carbono do oxigênio de ligação dupla:

O=C + Nuc: → HO-C-Nuc

Este mecanismo é predominante em reações de cetonas e aldeídos, onde o nucleófilo pode atacar o carbono parcialmente positivo do grupo carbonila.

Conclusão

Compreender os mecanismos de reação é essencial para explicar como e por que as reações ocorrem na química orgânica. Esses caminhos detalhados fornecem uma visão além da simples reorganização de átomos, revelando os intermediários essenciais e as mudanças de energia envolvidas. O domínio dos mecanismos de reação permite que os químicos manipulem reações para alcançar resultados desejados, prevejam produtos e compreendam reações colaterais.


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