Esse ramo da química estuda os compostos de carbono
A Química Orgânica é responsável pelo estudo dos compostos de carbono. Contudo, é importante saber que nem todos os compostos com carbono são orgânicos. Esse é o caso do dióxido de carbono (CO2) e do ácido cianídrico (HCN), que são compostos minerais.
Os compostos orgânicos, em sua maioria, também podem ser formados por elementos químicos como oxigênio, hidrogênio e nitrogênio e, alguns poucos, contêm fósforo e enxofre. Tais átomos, dentro da Química Orgânica, são chamados de elementos organógenos.
Os seres vivos, de maneira geral, produzem compostos orgânicos naturais como carboidratos, proteínas e lipídios. Enquanto materiais como plásticos, gasolina e medicamentos são compostos orgânicos sintéticos, produzidos pelas indústrias e pelos laboratórios.
Medicamentos são compostos orgânicos sintéticos. (Foto: Public Domain Pictures)
O carbono
O elemento químico carbono é importante para vida animal e vegetal, além de compor os minerais. Ele está localizado na família 4A da Tabela Periódica, possui massa atômica igual a 12,01u, número atômico 6 e representado simbolicamente pela letra C.
O carbono possui quatro elétrons na camada de valência, por esse motivo ele é tetravalente, ou seja, pode realizar quatro ligações covalentes: quatro simples, duas simples e uma dupla, uma simples e uma tripla ou duas duplas.
Em relação ao número de ligações com outro átomo de carbono há quatro tipos:
• Carbono primário: liga-se a um átomo de carbono;
• Carbono secundário: liga-se a dois átomos de carbono;
• Carbono terciário: liga-se a três átomos de carbono;
• Carbono quaternário: se liga a quatro átomos de carbono.
A união do carbono com elementos químicos como hidrogênio, oxigênio e nitrogênio dá origem às estruturas estáveis chamadas de cadeias carbônicas. Essas cadeias formam o esqueleto das moléculas dos compostos orgânicos e podem ser classificadas como:
• Abertas, alifática ou acíclica: possuem duas extremidades ou pontas livres;
• Fechadas ou cíclica: não possuem extremidades livres e os átomos ligados formam um ciclo;
• Mistas: cadeias abertas e fechadas simultaneamente.
Funções orgânicas
As funções orgânicas agrupam os compostos orgânicos que possuem características químicas semelhantes. Os principais são:
Hidrocarbonetos - apresentam apenas por carbono e oxigênio em sua composição. São exemplos:
• Alcanos
• Alcenos
• Alcinos
• Alcadienos
• Ciclanos
• Ciclenos
• Aromáticos
Compostos orgânicos nitrogenados – apresentam o nitrogênio em sua composição. São exemplos:
• Aminas
• Amidas
• Nitrocompostos
• Nitrilos
• Isonitrilos
• Sais de amônio quaternário
Compostos orgânicos oxigenados – apresentam o oxigênio em sua composição. São exemplos:
• Álcoois
• Fenóis
• Enóis
• Aldeídos
• Cetonas
• Ácidos carboxílicos
• Sais de ácidos carboxílicos
• Anidridos
• Éteres
• Ésteres
Compostos orgânicos sulfurados – possuem o elemento enxofre em sua composição. São exemplos:
• Tiocompostos
• Ácidos sulfônicos
Nomenclatura
Na Química Orgânica, os compostos orgânicos são nomeados seguindo um estrutura nominal de prefixos, infixos e sufixos:
1) Prefixo: indica o número de átomos de carbono da cadeia principal;
2) Infixo: indica o tipo de ligação principal na cadeia principal;
3) Sufixo: indica a função orgânica do composto.
Exemplos:
Butano (CH3–CH2–CH2–CH3) ou (C4H10)
Número de carbonos: 4 carbonos = But–
Tipo de ligação entre os carbonos: simples = -an-
Função química do composto: hidrocarboneto = –o
Propenal (CH2=CHCOH) ou (C3H4O)
Número de carbonos: 3 carbonos = Prop–
Tipo de ligação entre os carbonos: dupla = –en–
Função química do composto: aldeído = –al
História da Química Orgânica
Já é sabido que os compostos orgânicos podem ser produzidos naturalmente (carboidratos, proteínas e lipídios, etc) ou sinteticamente (plásticos, gasolina e medicamentos, etc). Mas nem sempre foi assim!
Em 1777, Torbern Bergam estabeleceu que a Química Orgânica era a química dos compostos presentes nos seres vivos e que a Química Inorgânica era a química dos minerais. Já em 1807, Jöns Berzeluis defendeu a Teoria da Força Vital, onde apenas seres vivos eram capazes de produzir os compostos orgânicos.
A Teoria da Força Vital foi derrubada, quando em 1828, Friedrich Wöhler produziu um componente da urina, a ureia, a partir de um composto mineral, o cianato de amônio. Com essa descoberta, Wöhler fez outros experimentos e sintetizou também o metanol e o acetileno.
Com a derrubada da Teoria da Força Vital, atualmente aceita-se a definição de compostos orgânicos como compostos do elemento carbono. Sendo assim, a Química Orgânica estuda os compostos de carbono e suas características, propriedades, comportamento e variadas funções.