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Aula 187 — Reações de substituição em alcanos e aromáticos

50 min

Objetivo geral

Compreender as reações de substituição características de alcanos e compostos aromáticos.

Objetivos específicos

  • Definir reação de substituição como troca de um átomo/grupo por outro
  • Explicar a halogenação de alcanos como exemplo de substituição
  • Explicar a substituição eletrofílica aromática como reação característica do benzeno

Conhecimentos prévios

  • Alcanos
  • Hidrocarbonetos aromáticos e o anel benzênico
  • Ligação covalente

Recursos didáticos

  • Quadro
  • Slides
  • Esquema da halogenação do metano e da nitração do benzeno

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem

5 min · Ausubel (aprendizagem significativa)

Sondar o que os alunos já sabem sobre o tema, retomando a aula anterior e conectando com o conhecimento prévio.

Problematização Inicial

5 min · Bachelard (obstáculo epistemológico)

Por que alcanos e compostos aromáticos, apesar de tão diferentes entre si, reagem preferencialmente pelo mesmo mecanismo geral — a substituição?

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentar reação de substituição como aquela em que um átomo ou grupo da molécula é trocado por outro, mantendo o restante da estrutura. Explicar a halogenação de alcanos (ex: metano + Cl₂ → clorometano + HCl, sob luz), em que um hidrogênio é substituído por um halogênio. Explicar a substituição eletrofílica aromática, reação típica do benzeno (ex: nitração, halogenação do anel), em que um hidrogênio do anel é substituído, preservando a estabilidade da ressonância do anel — ao contrário de uma adição, que destruiria essa estabilidade.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky (zona de desenvolvimento proximal)

Escrever em conjunto a equação da halogenação do metano, identificando o hidrogênio substituído.

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Exercícios de identificação e equacionamento de reações de substituição em alcanos e aromáticos.

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação

Retomar os pontos-chave da aula e conectar com a próxima aula do módulo.

Avaliação formativa

Verificação da compreensão do mecanismo geral de substituição e de sua ocorrência em alcanos e aromáticos.

Lista de exercícios

1. Escreva a equação da monocloração do metano.

Gabarito: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (sob luz), substituindo um hidrogênio por um cloro.

2. Por que o benzeno reage preferencialmente por substituição, e não por adição, apesar de ter 'ligações duplas' na estrutura de Kekulé?

Gabarito: Porque uma reação de adição quebraria a ressonância do anel, destruindo sua estabilidade extra; a substituição preserva o anel aromático intacto, trocando apenas um hidrogênio, por isso é energeticamente mais favorável.

Observações e extensão

Abre o Módulo 21 (Reações Orgânicas e Polímeros). Próxima aula: reações de adição em alcenos e alcinos.