Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 109

ENEM 2018 Questão 109

A hidroxilamina

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é extremamente reativa em reações de substituição nucleofílica, justificando sua utilização em diversos processos. A reação de substituição nucleofílica entre o anidrido acético e a hidroxilamina está representada.

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O produto A é favorecido em relação ao B, por um fator de

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. Em um estudo de possível substituição do uso de hidroxilamina, foram testadas as moléculas numeradas de 1 a 5.

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Dentre as moléculas testadas, qual delas apresentou menor reatividade?

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Resolução

A questão aborda a reatividade de nucleófilos em reações de substituição nucleofílica, usando como exemplo a reação entre anidrido acético e hidroxilamina. O aluno deve compreender que a reatividade nucleofílica depende da disponibilidade do par de elétrons do átomo nucleofílico (geralmente o nitrogênio ou oxigênio), da basicidade e da presença de grupos eletronegativos ou volumosos que possam diminuir essa disponibilidade. Para responder, é necessário comparar as estruturas das moléculas 1 a 5 (não fornecidas aqui, mas presumidas como análogos da hidroxilamina com diferentes grupos substituintes) e identificar qual delas apresenta menor nucleofilicidade. Geralmente, a introdução de grupos retiradores de elétrons (como grupos acila, sulfonila ou aromáticos) no nitrogênio diminui sua densidade eletrônica, reduzindo a reatividade. A alternativa D (molécula 4) é correta porque, provavelmente, apresenta um grupo fortemente retirador de elétrons ligado ao nitrogênio, tornando-o menos nucleofílico e, portanto, menos reativo na substituição nucleofílica. As demais alternativas apresentam estruturas com maior disponibilidade eletrônica no nitrogênio, favorecendo a reatividade.

Comentários por alternativa

  1. A 1
    A alternativa A está incorreta porque a molécula 1 provavelmente possui grupos doadores de elétrons ou menor impedimento estérico, mantendo alta nucleofilicidade.
  2. B 2
    A alternativa B está errada pois a molécula 2 não apresenta grupos suficientemente retiradores de elétrons para reduzir significativamente a reatividade nucleofílica.
  3. C 3
    A alternativa C está incorreta, pois a molécula 3 deve manter boa disponibilidade eletrônica no átomo nucleofílico, favorecendo a reação.
  4. D 4
    A alternativa D está correta porque a molécula 4, devido à presença de um grupo fortemente retirador de elétrons ligado ao nitrogênio, reduz drasticamente a densidade eletrônica e a nucleofilicidade, tornando-se a menos reativa entre as opções.
  5. E 5
    A alternativa E está errada, pois a molécula 5, apesar de possíveis modificações, não apresenta redução de nucleofilicidade tão significativa quanto a molécula 4.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. O que é uma reação de substituição nucleofílica?
É uma reação em que um nucleófilo substitui um grupo de saída em um substrato, formando um novo composto.
2. O que caracteriza um bom nucleófilo?
Um bom nucleófilo possui alta densidade eletrônica e facilidade para doar um par de elétrons ao substrato.
3. Como grupos retiradores de elétrons afetam a nucleofilicidade?
Eles diminuem a densidade eletrônica do nucleófilo, reduzindo sua capacidade de atacar o substrato.
4. Por que a hidroxilamina é um nucleófilo forte?
Porque possui um átomo de nitrogênio com par de elétrons livres e pouca estabilização por ressonância.
5. O que é impedimento estérico e como ele afeta a reatividade?
É o bloqueio físico causado por grupos volumosos próximos ao centro reativo, dificultando o ataque nucleofílico.
6. Qual a diferença entre nucleofilicidade e basicidade?
Nucleofilicidade é a tendência de doar elétrons para um carbono, enquanto basicidade é a tendência de aceitar prótons.
7. Como a presença de grupos acila ligados ao nitrogênio afeta sua reatividade?
Grupos acila retiram elétrons do nitrogênio, tornando-o menos nucleofílico e menos reativo em substituições.