Os mecanismos de reaes orgnicas investigam as rotas desenvolvidas por um processo de reao orgnica. Dentre eles, as reaes deadio eletroflicamerecem destaque, pois esto envolvidas em uma vasta gama de processos naturais e industriais. Uma adio eletroflica trata-se de uma reao de adio, na qual um composto qumico, chamado de substrato da reao, se desfaz de uma ligao de natureza pi (interao entre orbitais) e forma duas novas ligaes de natureza sigma (interpenetrao entre orbitais), onde os substratos mais comuns possuem duplas ou triplas ligaes entre tomos de carbono.

Em uma adio eletroflica clssica, o eletrfilo (partcula dotada de carga eltrica positiva, cedente por eltrons; amigo de eltrons), atrada a uma regio da molcula substrato, tambm conhecida por nuclefilo (amigo de ncleo) rica em eltrons, que podem ser as duplas ou triplas ligaes, aceitando um par de eltrons deste. Desta forma, os eletrfilos aceitam eltrons, comportando-se comocidos de Lewis, e os nuclefilos doam eltrons, comportando-se comobases de Lewis.

Os eletrfilos so atacados pela regio de maior densidade eletrnica do nuclefilo, e podem serctions, como o H+, molculas neutras polarizveis, comohaletos, compostos fortemente oxidantes, comoperxidos, ou ainda qualquer grupo de compostos que no satisfazem a regra dos oito eltrons nacamada de valncia, comoradicais livres.

As reaes de adio esto entre os trs mais importantes mecanismos de reao daqumica orgnica, juntamente com a substituio e a eliminao. Todas podem ser classificadas no mnimo como eletrfilas ou nuclefilas, dependendo dos reagentes utilizados. Neste aspecto, as reaes de adio eletroflica servem como uma importante ferramenta para entendimento da Regra de Markovnicov.

Consideremos uma adio eletroflica decido clordrico(HCl) umalceno, composto que apresenta uma dupla ligao entrecarbonos, que neste caso ser o eteno (HC = CH), resultando em um haleto de alquila, conforme seu mecanismo demonstrado abaixo:

Neste mecanismo, o eletrfilo H+ atacado pela dupla ligao do nuclefilo, dando origem ao ction orgnico representado em (1). Na sequencia, o ction atacado pelonionCl-gerado na molcula de HCl a partir da sada do H+, resultando no haleto (2). Em (3) demonstrada a liberdade rotacional ao longo de uma ligao simples. J no caso da existncia de tomos de carbono desiguais no nuclefilo, este ser atacado de modo que o eletrfilo entre no carbono mais hidrogenado e o nion entre posteriormente no carbono que possuir mais grupos volumosos ligados a ele diretamente.

As reaes qumicas conhecidas e elucidadas so em nmero bastante elevado, mas as principais seguem padres bem definidos e caracterizados, o que facilita a compreenso de seu mecanismo. Isso ocorre porque alguns mesmos princpios as regulam. Por exemplo, molculas polares so mais reativas do que apolares,cidosreagem facilmente com bases, agentes oxidantes reagem com redutores, entre outros. Quando tratam-se de reaes orgnicas, particularmente, estas ocorrem de modo mais lento do que aquelas de natureza inorgnica, o que se deve s primeiras serem geralmente moleculares, ao passo que as segundas so inicas.

Um importante subgrupo das reaes orgnicas so asreaes de substituio, nas quais um tomo, ou grupo de tomos da molcula orgnica substitudo por outro tomo ou grupo de tomos. Reaes de substituio so muito frequentes nos compostos aromticos, destacando-se ashalogenaes(substituio porhalognio), nitraes (substituio por -NO2) e sulfonaes (substituio por -SO3H). Reaes eletroflicas em outros compostos insaturados comoalcenosgeralmente conduzem aadio eletroflicamais que a substituio1.

Uma reao desubstituio eletroflica aquela na qual um eletrfilo, partcula dotada decarga eltricapositiva, portanto vida por eltrons, substitui outro grupo de mesma caracterstica. Reaes desta natureza ocorrem de modo muito evidente em compostos aromticos, e so empregadas como meio para introduo de grupos funcionais nesses compostos. Particularmente, uma nitrao benzenoocorre pela introduo irreversvel de um ou mais grupamentos nitro (NO2) aoanel aromtico. O sistemacido sulfrico/cido ntrico, denominado mistura sulfontrica, o reagente mais comum em uma nitrao.2

As principais etapas ocorridas em uma nitrao de benzeno por cido ntrico proveniente de uma mistura sulfontrica so trs.

2H2SO4+ HNO3 2HSO41-+ NO2++ H3O+

Na primeira o cido sulfrico (H2SO4) e cido ntrico (HNO3) reagem entre si e liberam o grupo nitro (NO2+) responsvel pelo ataque ao anel benznico, partcula esta dotada de carga eltrica positiva, portanto, o eletrfilo.

C6H6+ NO2+ C6H5NO2+ H+

Na segunda ocorre o ataque deste eletrfilo a qualquer carbono do benzeno (C6H6), o qual ir liberar uma outra partcula de carga eltrica positiva (eletrfilo), portanto, temos uma substituio eletroflica.

H++ H3O++ 2HSO41- H2O + 2H2SO4

Na terceira, esse eletrfilo liberado (H+), finalizando o processo, ir reagir com os produtos secundrios da primeira reao entre H2SO4e HNO3, resultando apenas em cido sulfrico em meio aquoso.

No mecanismo apresentado, percebemos que a primeira estapa parte da liberao de um grupo nitro. Entretanto, podemos dizer que cada uma das substituies aromticas ter uma primeira etapa diferenciada, mas sempre com a formao inicial de um reagente carregado positivamente, caracterizando o processo da substituio eletroflica.