Tópico 48- Ácidos carboxílicos

Os ácidos carboxílicos são compostos que contêm o grupo funcional carboxilo (-COOH), assim chamado por ser a combinação de um grupo carbonilo e um grupo hidroxilo. A fórmula genérica dos ácidos carboxílicos á assim RCOOH.

Neste grupo funcional, o átomo de carbono e o átomo de oxigénio do grupo carbonilo estão rodeados de  três zonas com electrões e apresentam uma  hibridação sp₂. O oxigénio ligado ao hidrogénio estabelece duas ligações pelo que  apresenta hibridação sp_3. As configurações do carbono e dos oxigénios no grupo carboxilo são assim:

oxigénio do grupo -OH :  [He] 2sp₃²2sp₃²2sp₃¹2sp₃¹
Este oxigénio estabelece 2 ligações σ com as orbitais sp₃ correspondendo as restantes orbitais híbridas a dois pares de electrões não partilhados, como indicado na Fig. 1.

carbono [He] 2sp₂¹2sp₂¹sp₂¹2p_z¹
oxigénio do grupo C=O [He] 2sp₂²2sp₂²sp₂¹2p_z¹

O carbono do grupo carbonilo estabelece 3 ligações σ com as orbitais sp₂, uma com a orbital sp₃ do oxigénio do grupo -OH, outra com uma orbital do átomo do radical R a que se liga, e uma terceira ligação σ com uma orbital sp₂ do oxigénio do grupo C=O. Este último apresenta as restantes orbitais sp₂ ocupadas com dois pares de electrões não partilhados. As orbitais p_z do carbono e oxigénio do grupo carbonilo que não entraram na hibridação coalescem lateralmente estabelecendo uma ligação π, como indicado na figura 1.

O ácido metanóico ou ácido fórmico e o ácido etanóico ou acético são os ácidos carboxílicos mais simples com R=H e R=CH₃, respectivamente. O grupo carboxilo confere aos ácidos correspondentes uma elevada polaridade, o ácido fórmico apresenta um momento dipolar de μ=1.41 D e o ácido acético um momento dipolar de μ= 1.74 D. A ligação química no ácido acético é descrita na Fig. 2 que mostra ainda a superfície de densidade electrónica para esta molécula.