Questão 103 do ENEM 2023 — Ciências da Natureza

O enunciado dá a pista essencial: ao absorver luz UVA, uma ligação química da molécula é quebrada e a molécula se rearranja, passando da Estrutura 1 para a Estrutura 2. A tarefa é identificar qual transformação de grupo funcional acompanha esse rearranjo.

O que muda entre as estruturas

Na Estrutura 1, o oxigênio faz parte de um anel e está ligado a carbonos por ligações simples, caracterizando a função éter (arranjo C—O—C). No indenonaftopirano, esse é o oxigênio do anel pirano.

Quando a radiação UVA quebra a ligação C—O do anel, a molécula se rearranja e o oxigênio passa a formar uma ligação dupla com o carbono, originando um grupo carbonila ($C=O$), característico da Estrutura 2. Ou seja, o grupo éter é convertido em carbonila.

Por que isso é uma oxidação

Para classificar a transformação, acompanhamos o Número de Oxidação (NOX) do carbono que estava ligado ao oxigênio do éter:

1. No éter: esse carbono faz uma ligação simples com o oxigênio (mais eletronegativo, atrai os elétrons desse par). Isso contribui com $+1$ ao NOX do carbono.
2. Na carbonila: o mesmo carbono faz agora uma ligação dupla com o oxigênio. Como o oxigênio atrai os elétrons dos dois pares dessa ligação, a contribuição sobe para $+2$.

Como o NOX do carbono aumentou (de $+1$ para $+2$), esse carbono perdeu densidade eletrônica, o que caracteriza uma oxidação. Por isso a alternativa correta associa o escurecimento à conversão do grupo éter em carbonila, com oxidação do carbono envolvido.

Vale notar que, por se tratar de um rearranjo interno (isomerização), enquanto um carbono se oxida outro sofre redução na mesma molécula, num processo de oxirredução intramolecular. A alternativa correta destaca justamente a oxidação visível na transformação do grupo funcional.

Analisando as alternativas

• A) polimerizam: a polimerização une várias moléculas (monômeros) numa macromolécula. Aqui ocorre o rearranjo de uma única molécula isolada, não uma reação entre várias.
• B) tautomerizam: a tautomeria geralmente envolve a migração de um átomo de hidrogênio e um equilíbrio ceto-enólico. O processo descrito é de abertura de anel, sem a migração de hidrogênio nem o enol característicos.
• C) polarizam a luz: o escurecimento decorre da absorção de radiação na região do visível pela nova estrutura, não do fenômeno físico de polarização (restrição da vibração da onda a um plano).
• E) dispersam a luz: o próprio enunciado afirma que a nova espécie "absorve radiação". Absorver luz é diferente de dispersar (espalhar) a luz.

Assim, o escurecimento está associado à conversão do grupo éter em uma carbonila, na qual o carbono envolvido é oxidado.