Quais propriedades da molécula de água que influenciam a estrutura das moléculas orgânicas?

Os compostos orgânicos diferenciam-se dos demais através de certas propriedades, como: solubilidade, temperatura de fusão e ebulição, além de combustibilidade.

Os compostos orgânicos são aqueles que possuem como elemento principal o carbono. Além do carbono, os principais elementos que também aparecem na maioria das moléculas orgânicas são hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, halogênios (flúor, cloro, bromo e iodo) e enxofre.

A existência ou não desses elementos nas moléculas, o tipo de ligações que eles realizam e o arranjo espacial das moléculas (geometria molecular) ajudam a determinar algumas das propriedades físicas e químicas gerais dos compostos orgânicos. Veja algumas delas:

• Polaridade:

Sempre que o carbono estiver ligado a um átomo de hidrogênio ou a outro carbono, a ligação será apolar, pois não há diferença de eletronegatividade, isto é, o par de elétrons compartilhado fica equidistante dos dois átomos e não é atraído com maior intensidade por nenhum deles.

Por exemplo, o gás butano é um composto orgânico e só possui ligações covalentes entre carbonos e hidrogênios. Visto que só possui ligações apolares, essa é uma molécula apolar:

Por outro lado, no caso de ligações do carbono (ou do hidrogênio) com outros elementos químicos mais eletronegativos, tais como o oxigênio, o enxofre ou os halogênios, então a ligação será polar e a molécula também será considerada polar.

Exemplo: O etanol possui uma região polar (OH) e uma região apolar (H3C — CH2 —), mas a sua molécula é classificada como polar:

• Solubilidade:

Os compostos orgânicos seguem a regra do “semelhante dissolve semelhante”, ou seja, os compostos polares dissolvem-se em outros compostos orgânicos polares, enquanto os apolares dissolvem-se nos apolares.

Por exemplo, a graxa é apolar e dissolve-se na gasolina, que também é apolar. É por isso que não conseguimos limpar a mão suja de graxa com água, que é um solvente polar. Além disso, é em virtude desse fato que a gasolina também não se mistura com a água.

• Forças intermoleculares:

As forças intermoleculares existentes nos compostos orgânicos são fracas em comparação às forças dos compostos inorgânicos.

A força intermolecular mais intensa é a ligação de hidrogênio, seguida da força de dipolo permanente, e a mais fraca é a de dipolo induzido. Assim, quando comparamos os compostos orgânicos entre si, os que possuem o grupo OH, tais como os álcoois e os ácidos carboxílicos, realizam ligações de hidrogênio e, por isso, possuem as interações mais fortes entre suas moléculas.

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• Estados físicos:

Em virtude dessa baixa intensidade das interações intermoleculares, existem compostos orgânicos nos três estados físicos em temperatura ambiente. Abaixo temos exemplos de três compostos orgânicos que estão em estados físicos distintos:

• Pontos de fusão e ebulição:

Se comparados às substâncias inorgânicas iônicas ou metálicas, os pontos de fusão e ebulição dos compostos orgânicos são menores. Isso acontece principalmente porque, conforme dito, as suas forças intermoleculares são menos intensas, assim é necessário fornecer menos energia para rompê-las e mudar de estado físico.

Ao compararmos os próprios compostos orgânicos, aqueles que realizam as ligações de hidrogênio, tendo o grupo hidroxila (OH) em sua molécula, possuem maiores pontos de fusão e ebulição. Por exemplo, o metanol possui ponto de ebulição igual a + 64,8ºC em condições normais de temperatura e pressão, já o ponto de ebulição do metano é de -161,5, um valor bem inferior. Isso acontece porque o metanol possui o grupo OH.

Por outro lado, compostos orgânicos pertencentes a um mesmo grupo funcional dependem da massa molecular. Quanto maior a massa molecular, maior será a cadeia carbônica. Por exemplo, o ponto de ebulição do ácido metanoico ao nível do mar é de 100,6 ºC, enquanto o do ácido etanoico é de 118,2ºC. Apesar de ambos serem ácidos carboxílicos, o ácido etanoico tem ponto de ebulição maior porque ele possui um carbono e dois hidrogênios a mais, tendo massa molecular maior.

• Combustibilidade:

A maior parte das substâncias orgânicas é combustível, ou seja, entra em combustão, reagindo com o oxigênio quando há uma ignição que inicia a reação que libera energia na forma de calor. Eles podem ser sólidos como a madeira, líquidos como a gasolina e o álcool ou gasosos como o butano.

Isso mostra que os compostos orgânicos são responsáveis por grande parte da energia que consumimos, desde o que mantém nossos fogões acesos (gás butano) até os combustíveis de nossos automóveis.

Entretanto, existem algumas exceções, tais como o clorofórmio e o acetato de sódio, que não são compostos combustíveis.

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Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça

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