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 Polimerização


A polimerização é um processo químico que liga pequenas moléculas, conhecidas como monómeros, em uma cadeia ou rede covalentemente ligada. A macromolécula resultante é chamada de polímero. Compreender a polimerização é importante na química orgânica, pois os polímeros desempenham papéis importantes em uma variedade de indústrias, desde plásticos até produtos farmacêuticos.

Polimerização por adição

A polimerização por adição, também conhecida como polimerização por crescimento em cadeia, envolve a adição sequencial de unidades de monómero a uma cadeia em crescimento. Este tipo de polimerização avança por diferentes mecanismos, como polimerização radicalar, catiónica ou aniónica, dependendo da natureza do iniciador utilizado.

Polimerização radicalar

A polimerização radicalar é um dos tipos mais comuns de polimerização por adição. Ela utiliza radicais livres para iniciar uma reação em cadeia. Este mecanismo envolve três etapas principais: iniciação, propagação e terminação.

Iniciação

começa com a formação de radicais livres a partir das espécies iniciadoras. Por exemplo, o peróxido de benzoíla pode decompor-se para formar dois radicais benzoíla:

(C6H5CO)2O2 → 2C6H5CO•

Uma vez gerados, esses radicais livres reagem com unidades de monómero para formar radicais de carbono reativos. Por exemplo, se o estireno é o monómero:

C6H5CO• + CH2=CHC6H5 → C6H5CO-CH2-CH•C6H5

Propagação

Na fase de propagação, o radical formado reage com outro monómero, juntando-se à cadeia e finalmente formando um novo radical:

C6H5CO-CH2-CH•C6H5 + CH2=CHC6H5 → C6H5CO-CH2-CH(CH2-CH•C6H5)C6H5

Terminação

A terminação ocorre quando as duas extremidades da cadeia parental se unem, encerrando efetivamente o crescimento da cadeia. Várias combinações podem ocorrer, incluindo desproporcionamento e combinação:

Combinação: C6H5CO-CH2-CH•C6H5 + C6H5CO-CH2-CH•C6H5 → C6H5CO-CH2-CH(CH2-CHC6H5)-CH2-CHC6H5

Aqui está um exemplo visual simples:

Polimerização catiônica

A polimerização catiônica envolve iniciadores eletrofílicos para formar polímeros a partir de monómeros. Os monómeros mais comumente usados incluem o isobutileno e o estireno. Este tipo também possui três etapas principais: iniciação, propagação e terminação.

Iniciação

Na polimerização catiônica, um ácido forte doa um próton ao monómero, formando um carbocátion:

H+ + CH2=CHC6H5 → CH3-CH+CH2-C6H5

Propagação

O carbocátion conecta-se à dupla ligação dos monómeros subsequentes:

CH3-CH+CH2-C6H5 + CH2=CHC6H5 → CH3-CH(CH2-CH+CH2-C6H5)-CH2-C6H5

Terminação

A terminação pode ocorrer por combinação com ânions ou através de rearranjo interno:

CH3-CH+CH2-C6H5 + X- → CH3-CHXCH2-C6H5

Polimerização aniónica

A polimerização aniónica é caracterizada pelo uso de um nucleófilo como iniciador. É particularmente eficaz com monómeros com grupos de retirada de elétrons, como o estireno. Este método também segue as etapas de iniciação, propagação e terminação.

Iniciação

Na polimerização aniónica, um nucleófilo, como um composto de organolítio, inicia o processo:

C4H9Li + CH2=CHC6H5 → C4H9-CH2-CH-LiC6H5

Propagação

O ânion se conecta à dupla ligação do próximo monómero, continuando o crescimento da cadeia:

C4H9-CH2-CH-LiC6H5 + CH2=CHC6H5 → C4H9-CH2-CH(CH2-CH-LiC6H5)-CH2-C6H5

Terminação

A polimerização aniónica pode ser controlada para minimizar eventos de terminação, resultando frequentemente em polímeros "vivos" que continuam a crescer até ocorrer uma etapa de terminação, como a protonação.

C4H9-CH2-CH-LiC6H5 + CH3OH → C4H9-CH2-CH(OH)-CH2-C6H5

Polimerização por condensação

A polimerização por condensação, também chamada de polimerização por crescimento em etapas, envolve a ligação de unidades de monómero através de uma reação que normalmente libera uma pequena molécula, como água ou metanol. Essas reações geralmente envolvem monómeros bifuncionais ou trifuncionais.

Construção de poliéster

Um exemplo clássico de polimerização por condensação é a produção de poliéster. A reação de um diol com um diácido geralmente forma um poliéster e água:

HO-R-OH + HOOC-R'-COOH → H[ORO-OC-R'-COO]nH + (n-1)H2O

Construção de poliamida

Poliamidas, como o náilon, são outro exemplo. Elas são formadas através da reação entre uma diamina e um diácido:

H2N-R-NH2 + HOOC-R'-COOH → [NH-R-NHC(O)R'-C(O)]n + (n-1)H2O

Este processo pode ser resumido em uma sequência visual:

Polimerização por abertura de anel

A polimerização por abertura de anel envolve a abertura de monómeros cíclicos para formar polímeros lineares. Pode ser considerada uma forma de polimerização por crescimento em cadeia, especialmente quando iniciada por radicais ou espécies iônicas.

Exemplos de polimerização por abertura de anel

Um exemplo típico envolve a polimerização do óxido de etileno para formar polietileno glicol:

CH2CH2O (cíclico) → (-CH2CH2O-)n (linear)

Mecanismo

Este mecanismo é iniciado pela quebra dos anéis sob condições específicas, permitindo que a cadeia cresça à medida que cada anel se abre e se conecta ao final da cadeia.

Copolímeros

Os copolímeros são polímeros derivados de duas ou mais espécies de monómeros diferentes. Exemplos incluem a borracha de estireno-butadieno, que se beneficia das propriedades de ambos os compostos.

Tipos de copolímeros

  • Copolímero aleatório: Os monómeros são organizados em ordem aleatória.
  • Copolímero em bloco: Grandes blocos de cada tipo de monómero são ligados entre si.
  • Copolímeros alternados: Os monómeros alternam-se em sequência.
  • Copolímero enxertado: Uma cadeia principal de um tipo de monómero é enxertada na cadeia principal de outro tipo.

Por exemplo, um copolímero em bloco:

(AAABBB)n

Uma representação simples de um copolímero em bloco:

Bloco A Bloco B

Resumo

A polimerização é um processo chave na química orgânica, essencial para a produção de muitos materiais. Compreender os diferentes mecanismos ajuda a projetar polímeros personalizados para aplicações específicas. Diferentes tipos de polímeros, como homopolímeros e copolímeros, permitem a personalização das propriedades dos materiais, o que tem implicações profundas em várias indústrias.


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