Alcinos

Alcinos (ou alquinos) são hidrocarbonetos de cadeia aberta que apresentam uma ligação tripla entre os átomos de carbonos. Todos os alcinos apresentam uma fórmula geral do tipo C_nH_2n-2. Em termos de propriedades físicas, os alcinos costumam ter propriedades semelhantes às dos alcenos de tamanho similar.

Os alcinos são identificados, estruturalmente, pela presença da ligação tripla entre carbonos, mas, no que tange à nomenclatura oficial, deve-se observar que eles apresentarão o infixo -in-. Os carbonos envolvidos na ligação tripla dos alcinos terão hibridização sp, sendo mais eletronegativos que os demais, uma vez que apresentam maior concentração de elétrons. Dentre os alcinos conhecidos, o mais utilizado é o acetileno.

Leia também: Quais as características dos alcenos?

Resumo sobre alcinos

• Alcinos são hidrocarbonetos de cadeia aberta que apresentam uma ligação tripla entre átomos de carbono.
• Todos os alcinos possuem fórmula molecular geral C_nH_2n-2.
• Os alcinos lembram os alcenos de tamanho similar no que diz respeito às propriedades físicas.
• Alcinos possuem, na nomenclatura oficial, o infixo -in-.
• Poucos são os alcinos encontrados na natureza.
• O acetileno é o alcino mais conhecido, utilizado na soldagem oxiacetilênica de metais e como combustível em foguetes.

O que são alcinos?

Alcinos (ou alquinos) são hidrocarbonetos de cadeia aberta que possuem uma ligação tripla entre átomos de carbonos. Comumente, os compostos desse grupo podem ser chamados de acetilenos, uma vez que o alcino mais simples, etino, é comercializado sob o nome de acetileno.

Características dos alcinos

Os alcinos são hidrocarbonetos, o que quer dizer que possuem apenas átomos de carbono e hidrogênio em sua estrutura. Dessa forma, os alcinos apresentarão sempre cadeia homogênea. Outro ponto importante é que os alcinos apresentam uma ligação tripla entre átomos de carbono, além de apresentarem cadeia aberta.

A fórmula molecular geral dos alcinos é:

Isso quer dizer que, para cada átomo de carbono (n), o número de átomos de hidrogênio é sempre o dobro decrescido de duas unidades (2n-2).

As propriedades físicas dos alcinos são bem semelhantes às dos alcanos de tamanho similar. Todos os alcinos com até quatro carbonos, à exceção do but-2-ino, são gases em temperatura ambiente. Os alcinos são muito pouco solúveis em água, já que são, praticamente apolares (e, portanto, bastante solúveis em solventes apolares). Contudo, são mais polares que alcenos e alcanos, já que os carbonos de hibridização sp são mais eletronegativos que os carbonos sp³, tornando a ligação pi com maior densidade eletrônica e, assim, criando uma leve polarização dentro da molécula.

A alta densidade eletrônica da ligação tripla carbono-carbono permite uma maior distorção e, consequentemente, maior polarização da nuvem eletrônica dos elétrons pi. Esse efeito, somado à geometria linear dos carbonos de hibridização sp, faz com que as interações do tipo dipolo induzido-dipolo induzido dos alcinos sejam mais intensas e, por conta disso, o ponto de ebulição dos alcinos é um pouco maior quando comparados aos alcanos e alcenos de mesmo número de carbonos.

Em termos de densidade, os alcinos são menos densos que a água. Já falando de sua reatividade química, os alcinos apresentam, como já dito anteriormente, uma ligação tripla entre átomos de carbono, a qual possui alta densidade eletrônica. Sendo assim, os alcinos são considerados como nucleófilos e reagem com eletrófilos (espécies positivas, que se sentem atraídas por cargas negativas).

Assim, alcinos comumente sofrem reações de adição eletrofílica, que também é favorecida pelo fato da ligação pi ser mais fraca que a ligação sigma. Essa modalidade de reação também é típica de alcenos (mas não de alcanos, mais propensos às reações de substituição), contudo, os alcinos são menos reativos que os alcenos.

Veja também: Como saber se a cadeia carbônica é aberta ou fechada?

Nomenclatura dos alcinos

Como os alcinos são hidrocarbonetos, o sufixo indicado para esses compostos é o –o, segundo as regras previstas pela União Internacional de Química Pura e Aplicada, IUPAC. Já a ligação tripla é indicada pela utilização do infixo –in–. Em alcinos com quatro ou mais carbonos, a ligação tripla pode se apresentar em posições diferentes da cadeia. Nesses casos, ela deve ter sua posição indicada no nome oficial.

As insaturações devem apresentar a posição com menor número possível, possuindo prioridade, inclusive, sobre ramificações.

Alguns autores, para explicitar a geometria linear do carbono de hibridização sp, optam por representar a ligação tripla dentro dessa geometria, conforme na estrutura do pent-2-ino representado acima. A contagem de carbonos, na estrutura em bastão, é realizada a partir dos limites da ligação tripla.

Aplicações dos alcinos

Poucos são os alcinos encontrados na natureza. Compostos com ligação tripla naturais (embora também possuam grupos funcionais oxigenados) englobam a capilina, que possui propriedades fungicidas, além do ictiotereol, uma substância convulsionante obtida a partir do veneno do sapo-dardo, que é utilizada na ponta de flechas e lanças de povos indígenas amazônicos.

Há também as enediinas, cuja estrutura molecular é única: anéis com nove ou dez átomos de carbono, os quais contêm duas ligações triplas separadas por uma ligação dupla. As enediinas ocorrem naturalmente e possuem propriedades anticancerígenas significativas, uma vez que são capazes de quebrar moléculas de DNA.

Dos alcinos utilizados pelo ser humano, destaca-se o etino (acetileno), utilizado na soldagem oxiacetilênica de metais. A chama, nesse processo, pode chegar a temperaturas da faixa dos 3000 °C. O acetileno acaba também sendo usado como combustível em foguetes.

O etino também pode ser utilizado como precursor de moléculas muito usadas, como etanol, ácido etanóico, ácido acrílico, assim como monômeros importantes da indústria de polímeros, como eteno, propeno e cloreto de vinila.

Como identificar um alcino?

Os alcinos são facilmente identificados:

• como são hidrocarbonetos, apresentam apenas carbono e hidrogênio na sua estrutura;
• apresentam uma ligação tripla entre átomos de carbono;
• sua fórmula molecular obedece à fórmula geral C_nH_2n-2.

Estrutura dos alcinos

Os alcinos possuem, como característica, uma ligação tripla entre átomos de carbono. Nessa configuração, os carbonos da ligação tripla apresentam hibridização sp (feitos a partir da junção de um orbital s e um orbital p). Ao se orientarem no espaço, propondo a maior distância possível entre os elétrons da ligação, os carbonos de hibridização sp adotam geometria linear, ou seja, com ângulo de ligação de 180°. As ligações pi adicionais são realizadas pelos orbitais p que não participaram da hibridização.

Observe, no exemplo abaixo, a estrutura do etino:

A ligação sigma entre átomos de carbono é realizada pela sobreposição dos orbitais sp híbridos dos átomos de carbono. Já as duas ligações pi, que formarão as insaturações, são formadas pela sobreposição dos orbitais p não hibridizados dos átomos de carbono. A ligação tripla entre os átomos de carbono é mais curta e forte do que a ligação dupla entre carbonos (encontrada nos alcenos) que, por sua vez, é mais curta e forte que uma ligação simples entre átomos de carbono.

Saiba mais: Para que serve um alcano?

Exercícios resolvidos sobre alcinos

Questão 1. (UERJ/2024) Observe a equação química que representa a hidrólise do carbeto de cálcio.

CaC2 (s) + 2H2O (l) → Ca(OH)2 (aq) + C2H2 (g)

O nome do composto orgânico obtido nessa reação é:

1. etino.
2. eteno.
3. etanal.
4. etanol.

Resposta: Letra A.

O composto orgânico formado, de fórmula C₂H₂, é pertencente ao grupo dos hidrocarbonetos. Com apenas dois hidrogênios e dois carbonos, sua fórmula estrutural é HC≡CH, caracterizando-se como um alcino de 2 carbonos. Assim sendo, seu nome oficial é etino.

Questão 2. (UENP/2024) Na figura a seguir, está representada a ligação química entre dois átomos de carbono hibridizados (as esferas representam o átomo de hidrogênio e as linhas tracejadas, a interação entre os orbitais).

Analisando a figura, é CORRETO afirmar que representa uma ligação

1. C≡C entre átomos de carbono com hibridização sp³.
2. C=C entre átomos de carbono com hibridização sp.
3. C≡C entre átomos de carbono com hibridização sp.
4. C≡C entre átomos de carbono com hibridização sp².
5. C=C entre átomos de carbono com hibridização sp³.

Resposta: Letra C.

Na imagem, observam-se duas ligações pi, típicas da sobreposição de orbitais do tipo p. Assim sendo, é possível afirmar que se trata de uma ligação tripla, do tipo C≡C, onde há uma ligação sigma e duas ligações pi, o que ocorre em alcinos, por exemplo. Nessa modalidade de ligação, os carbonos adquirem hibridização sp.

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Fontes

BRUICE, P. Y. Organic Chemistry. 8. ed. Upper Saddle River, Nova Jersey: Pearson Education Inc., 2015.

INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY. Nomenclature of organic chemistry: IUPAC recommendations and preferred names 2013. Prepared by Henri A. Favre and Warren H. Powell. Cambridge, UK: Royal Society of Chemistry, 2014. E-book. Atualizado por G. P. Moss. Disponível em: https://iupac.qmul.ac.uk/BlueBook/PDF/BlueBookV3.pdf.

MULLER, P. Glossary of terms used in physical organic chemistry (IUPAC Recommendations 1994). Pure and Applied Chemistry, v. 66, n. 5, p. 1086, 1994.

SOLOMONS, T. W. G.; FRYHLE, C. B.; SNYDER, S. A. Química Orgânica: volume 2. 12. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018.