4 créditos 60 horas teóricas
OBJETIVOS:
Apresentar ao aluno uma abordagem das interações ou reações químicas quantitativa ou semi-quantitativa, baseada em modelos matemáticos com capacidade preditiva.
EMENTA:
1. Modelos para ligações químicas
2. Cinética e Termodinâmica
3. Correlação de Estrutura com Reatividade
4. Efeitos de Solvente
5. Equilíbrio na Isomerização Conformacional, na Isomerização cis-trans e na Formação de Anéis.
6. Ácidos e Bases, Eletrófilos e Nucleófilos
7. Efeito Isotópico Cinético
8. Catálise Homogênea
9. Fotoquímica Orgânica
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO:
Estereisomerismo de sistemas cíclicos
01. Modelos para Ligações Químicas
Covalência e estrutura molecular. Teoria de orbitais moleculares: ligação de valência, método de Hückel e métodos avançados. Propriedades das ligações covalentes. Forças intermoleculares.
02. Cinética e Termodinâmica
Entalpia. Entropia. Função de Gibbs. Fatores que contribuem para a entropia. Equilíbrio químico. Relações termodinâmicas. Aplicação da termodinâmica às reações químicas. Cinética química. Propriedades do estado de transição. O uso de parâmetros de ativação. A localização do estado de transição.
03. Correlação de Estrutura com a Reatividade
Exigências eletrônicas. A equação de Hammett. Constantes de substituintes. Teorias de efeitos de substituintes. Interpretação para valores de s. Constantes de reação r. Desvios da equação de Hammett. Correlações utilizando parâmetros duplos: indutivo e de ressonância. A equação de Taft. Considerações utilizando orbitais moleculares.
04. Efeitos de Solvente
A estrutura dos líquidos. Soluções. Solvatação.Medidas termodinâmicas da solvatação. Os efeitos da solvatação na velocidade de reações e no equilíbrio. Índices empíricos de solvatação. Correlações entre escalas empíricas de solvatação. O uso de escalas de solvatação em estudos mecanísticos.
05. Equilíbrio na Isomerização Conformacional, na Isomerização cis-trans. e na Formação de Anéis
Equilíbrio conformacional em compostos acíclicos. Equilíbrio conformacional em ciclo-hexano e derivados. Equilíbrio conformacional em outros compostos cíclicos. Cálculo de estabilidades conformacionais relativas. Equilíbrio na isomerização cis-trans.. Formação de vários tipos de anéis. Comparação entre reações de ciclização e reações análogas de não ciclização.
06. Ácidos e Bases, Eletrófilos e Nucleófilos
Dissociação ácido-base. A força de ácidos oxigenados e nitrogenados. Relações lineares de energia livre. Velocidade de transferência de prótons. Efeitos estruturais na dissociação de aminas. Acidez de ácidos de carbono. Fatores que influenciam a acidez de carbono. Velocidade de ionização de ácidos de carbono. Acidez e basicidade em fase gasosa. Teorias da transferência de prótons. Soluções altamente ácidas e altamente básicas. Nucleofilicidade e eletrofilicidade. Medidas de nucleofilicidade e eletrofilicidade.
07. Efeito Isotópico Cinético
Substituição isotópica. Teoria do efeito isotópico. Geometria do estado de transição. Efeito isotópico cinético secundário. Efeito isotópico de atomos pesados. O efeito túnel. Efeito isotópico do solvente.
08. Catálise Homogênea
Catálise ácida e básica. O mecanismo de algumas reações catalisadas por ácido. Catálise por interações não covalentes.
09. Fotoquímica Orgânica
Estados eletronicamente excitados. Fotoquímica da ligação dupla carbono-carbono. Fotorreações de compostos carbonilados. Fotoquímica de compostos aromáticos.
BIBLIOGRAFIA:
01. N.S. Isaacs – “Physical Organic Chemistry”, 2 nd ed. Ed. Longman 1995.
02. J. Hine – “Structural Effects on Equilibria in Organic Chemistry”, John Wiley and Sons, Inc., 1975
03. N.J. Turro, “Modern Molecular Photochemistry”, Benjamin Cummings Publishing Co., Inc. California, 1978.
04. C. Reichardt, “Solvents and Solvent Effects in Organic Chemistry”, VCH Verlags gesellschft, Weinheim, 1990
05. R.P. Wayne, “Principles and Applications of Photochemistry”, Oxford University Press, London, 1988.
06. A. Gilbert and J. Baggott, “Essentials of Molecular Photochemistry”, Blackwell Scientific Publications, London, 1991
