Efeitos Indutivos: Resumão completo

Os efeitos indutivos têm influência sobre a acidez e coloração das moléculas, normalmente orgânicas. No artigo a seguir elaboramos um resumão completo a respeito do tema para quem está se preparando para o Enem e para vestibulares.

Efeitos Indutivos: o que é?

Os chamados efeitos indutivos se caracterizam pela transmissão de carga eletrônica, na forma de elétrons, por meio de ligações químicas de uma molécula através de indução eletrostática.

Esse efeito pode ser observado experimentalmente e influencia na acidez e coloração das moléculas. Os efeitos indutivos são observados nas moléculas que têm ligações covalentes simples, isto é, aquelas moléculas que fazem ligações por meio do compartilhamento de elétrons. 

O que é ligação covalente simples?

Recebe o nome de ligação covalente simples, a ligação σ (sigma). Quando a nuvem eletrônica desse tipo de ligação se dá entre dois átomos distintos, não é uniforme. A nuvem fica levemente deslocada na direção do átomo mais eletronegativo. 

O fato de não ser uniforme causa um constante estado de polarização da ligação, dando origem a uma leve densidade de cargas negativas (δ–) no átomo mais eletronegativo, assim como uma leve densidade de cargas positivas (δ+) no outro.

Efeito indutivo negativo

Devemos nos lembrar que eletronegatividade diz respeito à tendência de receber elétrons. Logo, quanto mais eletronegativo for um elemento, maior será sua tendência de eletronegatividade. 

No caso do átomo eletronegativo estar ligado a uma cadeia carbônica, a sua atração faz com que o efeito de densidade das cargas positivas possa ser observado no decorrer da cadeia. Quando a tendência de afastar o elétron se espalha pela cadeia temos o que é chamado de efeito indutivo negativo.

Ao longo da cadeia o efeito se torna mais fraco, quanto mais longe estiver do átomo eletronegativo mais fraco ficará o efeito. Dessa forma, as moléculas que têm átomos eletronegativos vão permanecer estáveis, ainda que percam um átomo de hidrogênio e apresentem carga negativa. 

Efeito indutivo positivo

O efeito contrário do mencionado acima, ou seja, o efeito indutivo positivo, pode ser observado em alguns grupos funcionais, como os alquilas. Esses grupos são formados por hidrocarbonetos, ou seja, hidrogênios e carbonos. Dessa forma, essas moléculas vão permanecer estáveis, ainda que tenham a presença de uma carga negativa na sua cadeia. 

Observações 

Os carbonos que possuem carga positiva recebem o nome de carbocátions e têm grande utilidade em diversos processos de síntese de compostos orgânicos. O efeito indutivo terá maior ou menor intensidade conforme o grupo funcional presente, se é retirador ou liberador de elétrons e de acordo com o tamanho da sua cadeia. Logo, é importante saber como reconhecer esse tipo de função na molécula. 

O efeito pode acontecer ainda em moléculas vizinhas, um dipolo permanente na molécula pode levar a um dipolo induzido em outra. Também pode interagir com um dipolo permanente de outra molécula. 

pH: propriedade afetada pelos efeitos indutivos 

O efeito indutivo afeta a propriedade do pH (potencial hidrogeniônico), escala de medida referente à acidez e basicidade dos compostos e soluções químicas. A escala varia de 0 a 14, o valor 7 corresponde ao pH neutro. Logo, pH abaixo de 7 é ácido, quanto mais próximo do 0 mais ácido é. O pH maior que 7 é básico, quanto mais próximo do 14 mais básico. 

A acidez dos compostos orgânicos aumenta pela presença de grupos funcionais com átomos retiradores de elétrons (F, Cl, Br, I, O, N), ou seja, os eletronegativos. Ao liberar H+, ocorre a estabilização da carga negativa formada pela molécula. Dessa forma, a molécula libera com mais facilidade o seu hidrogênio ácido e tem sua acidez aumentada, quando em comparação com outras moléculas parecidas.

Esses átomos causam um efeito indutivo tão grande que é possível observar que um ácido orgânico como o ácido acético, por exemplo, considerado fraco, passa a ter pH parecido com o de ácidos inorgânicos fortes, como o ácido sulfúrico (H2SO4) e o ácido clorídrico (HCl). 

Efeito mesomérico ou efeito de ressonância

É importante mencionar outro efeito indutivo chamado de “mesomérico” ou de ressonância. Ele está relacionado diretamente com as moléculas que têm pelo menos 1 ligação dupla (ligação do tipo π). 

Trata-se de um efeito bem parecido com o que mencionamos até o momento, mas que se diferencia pelo fluxo de elétrons presentes nas ligações duplas. Os pares de elétrons podem entrar em ressonância para a estabilização da densidade de cargas da molécula. Tal efeito pode ser observado em moléculas que têm mais de uma ligação dupla. 

O efeito é forte quando as ligações estão conjugadas como uma ligação simples e uma ligação dupla intercaladas na molécula, por exemplo. O efeito se espalha por toda a região em que as duplas ligações estão presentes.

A ressonância nas duplas conjugadas pode ser observada no anel benzênico. A representação do mesmo é feita com um círculo na sua parte interna, que indica o fluxo do par de elétrons entre uma ligação dupla e outra.

Conclusões a respeito de efeitos indutivos

– A presença de um ou mais grupos retiradores de elétrons (átomos eletronegativos ou grupos funcionais ligados a esses átomos) aumenta o efeito indutivo de estabilização de uma carga negativa. 

– A presença de um ou mais grupos alquila (hidrocarbonetos) aumenta o efeito indutivo de estabilização de uma carga positiva (carbocátion). 

– O efeito indutivo interfere sobre a acidez de um composto de maneira a torná-lo mais ou menos ácido. 

– A presença de pelo menos uma ligação dupla (π) é determinante para a ocorrência do efeito de ressonância. 

– Quando a molécula tem mais de uma ligação dupla e elas estão intercaladas em ligações simples, podemos observar o que é chamado de ligações duplas conjugadas.

– Maior será o efeito de ressonância quanto maior for o número de ligações duplas conjugadas. 

– É possível observar coloração nas moléculas orgânicas que possuem duplas ligações conjugadas. 

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