Questão 76 — ENEM 2016Caderno azul · 1º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Funções Orgânicas e Mecanismos de Reação (Substituição Nucleofílica)
• ⚡ Nível: Médio — exige reconhecer o mecanismo de SN2 e depois classificar corretamente o grupo funcional do produto formado.
• 🎯 Tema/Habilidade: Reações e funções orgânicas oxigenadas; competência de relacionar transformação química à estrutura molecular resultante.
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual função orgânica é formada quando o metóxido de sódio reage com o brometo de metila por substituição nucleofílica?"
• Palavras-chave decisivas: nucleófilo, substituição nucleofílica, haleto de alquila
• Armadilha típica: confundir o nucleófilo CH₃O⁻ (que já contém oxigênio) com um álcool, esquecendo que, no produto final, o oxigênio fica ligado a DOIS carbonos, e não a um carbono e um hidrogênio.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de escrever o produto da reação SN e reconhecer, pela estrutura R-O-R', que se trata de um éter.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Nucleófilo (Nu⁻): espécie rica em elétrons (base de Lewis) que doa um par de elétrons para formar uma nova ligação covalente; aqui, o ânion metóxido CH₃O⁻.
• Haleto de alquila: composto R-X, em que um halogênio (Br) está ligado a um carbono saturado; o halogênio atua como grupo de saída (leaving group).
• Substituição nucleofílica (SN): reação em que o nucleófilo ataca o carbono eletrofílico ligado ao halogênio, expulsando o haleto (X⁻) e ocupando seu lugar na molécula.
• Classificação de funções oxigenadas: éter (R-O-R', oxigênio entre dois carbonos), álcool (R-OH, oxigênio ligado a um carbono e a um hidrogênio), éster (R-COO-R', com carbonila).

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "metóxido de sódio (Nu⁻ = CH₃O⁻)" → revela que o nucleófilo já é um íon alcóxido: oxigênio carregado negativamente, ligado a um grupo metila.
• Evidência 2: "brometo de metila" → identifica o eletrófilo CH₃-Br, um haleto de alquila simples, com o bromo funcionando como grupo de saída.
• Síntese: ao unir um nucleófilo que já contém oxigênio ligado a carbono com um eletrófilo que perde o halogênio, o produto necessariamente terá o oxigênio conectado a dois átomos de carbono — a assinatura estrutural de um éter.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar os reagentes e seus papéis

Metóxido de sódio (Na⁺ CH₃O⁻) fornece o nucleófilo CH₃O⁻: um átomo de oxigênio com pares de elétrons não ligantes, carga negativa e uma ligação simples a um grupo metila (CH₃-O⁻). O brometo de metila (CH₃-Br) é o substrato eletrofílico: o carbono central está ligado a três hidrogênios e a um átomo de bromo, mais eletronegativo, que polariza a ligação C-Br e torna esse carbono suscetível ao ataque nucleofílico.

Subpasso 4.2 — Escrever o mecanismo de substituição (SN2)

O par de elétrons do oxigênio do metóxido ataca o carbono do CH₃Br pelo lado oposto ao bromo (ataque de retaguarda, típico de SN2, em etapa única concertada). Enquanto a nova ligação C-O se forma, a ligação C-Br se rompe simultaneamente, e o brometo (Br⁻) sai como grupo abandonador:

CH₃O⁻ + CH₃-Br → CH₃-O-CH₃ + Br⁻

Subpasso 4.3 — Verificação: classificar o produto orgânico

O produto orgânico é o CH₃-O-CH₃ (éter dimetílico). Nessa estrutura, o átomo de oxigênio está ligado exclusivamente a dois átomos de carbono (dois grupos metila), sem hidrogênio diretamente conectado a ele. Essa é exatamente a definição estrutural de éter (R-O-R'). Não há grupo -OH (descarta álcool), não há carbonila C=O (descarta éster), não há halogênio no produto orgânico (descarta haleto), e a presença de oxigênio descarta hidrocarboneto. A resposta converge para a alternativa A.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) éter.

✅ Correta: o produto CH₃-O-CH₃ tem o oxigênio ligado a dois radicais orgânicos (R-O-R'), estrutura que define exatamente a função éter. É o resultado direto do mecanismo SN2 entre o alcóxido e o haleto de alquila.

B) éster.

❌ Incorreta: éster exige um grupo carbonila (C=O) ligado a um oxigênio que, por sua vez, se conecta a outro carbono (R-COO-R'). Não há carbono duplamente ligado a oxigênio nem nos reagentes nem no produto dessa reação; confundir o metóxido com um resíduo de ácido carboxílico é o erro conceitual típico aqui.

C) álcool.

❌ Incorreta: álcool é R-OH, com o oxigênio ligado a um carbono e a um hidrogênio. No produto, o oxigênio está ligado a dois carbonos (dois grupos metila) e não sobra hidrogênio ligado diretamente a ele — por isso não pode ser álcool, mesmo que o metóxido "de partida" lembre estruturalmente um álcool desprotonado.

D) haleto.

❌ Incorreta: haleto orgânico é R-X, com halogênio ligado a carbono. O bromo, presente no reagente CH₃-Br, é justamente o grupo que SAI da molécula como Br⁻ ao final da reação; o produto orgânico não contém mais halogênio algum.

E) hidrocarboneto.

❌ Incorreta: hidrocarbonetos contêm exclusivamente carbono e hidrogênio, sem heteroátomos. O produto CH₃-O-CH₃ tem um átomo de oxigênio na cadeia, o que automaticamente o exclui dessa classificação.

🏆 Gabarito: A — o ataque do nucleófilo CH₃O⁻ ao carbono do CH₃Br, com saída do Br⁻, forma CH₃-O-CH₃, cujo oxigênio ligado a dois carbonos caracteriza a função éter.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a única estrutura compatível com o produto da SN2 entre metóxido e brometo de metila é R-O-R', ou seja, um éter — por isso a letra A é a resposta inequívoca.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma testar reações orgânicas pedindo que o estudante deduza o produto a partir do mecanismo (adição, substituição, eliminação) e depois classifique esse produto pela função orgânica, unindo mecanismo e nomenclatura em uma só questão.
• Generalização: sempre que um alcóxido (RO⁻) atacar um haleto de alquila (R'-X) em uma SN2, o produto será um éter R-O-R', com o halogênio saindo como X⁻ — essa é a base da síntese de Williamson, método clássico de preparo de éteres.
• Dica de eliminação rápida: conte os átomos ligados ao oxigênio do produto. Dois carbonos → éter; um carbono e um H → álcool; presença de C=O → éster. Isso elimina B e C em segundos. Depois, verifique se sobrou halogênio (elimina D) ou se há oxigênio na molécula (elimina E).
• Conexões: este mecanismo se conecta diretamente à síntese de Williamson (preparação industrial de éteres) e aos conceitos de nucleofilicidade e basicidade estudados em reações de eliminação (E2) e nas propriedades ácido-base de Lewis.