Escreva as fórmulas estruturais das seguintes substâncias orgânicas.
Ácido pentanoico

Passo 1

O que o enunciado pede: escrever as fórmulas estruturais do ácido pentanoico.
Informações relevantes (implícitas no nome e necessárias para resolver):
  • O sufixo “ácido …oico” indica que a função é ácido carboxílico, cujo grupo funcional é \mathrm{–COOH}.
  • O prefixo “pentan-” indica cadeia saturada com cinco átomos de carbono no total (essa contagem inclui o carbono do grupo carboxila).
  • Não há outras informações (como insaturações ou ramificações), então assumimos cadeia linear, saturada, monocarboxílica.

Passo 2

Entender o grupo funcional: o ácido carboxílico tem o grupo \mathrm{–COOH}. Vou explicar isso devagarinho:
  • \mathrm{C} é o carbono do grupo carboxila.
  • \mathrm{=O} é a dupla ligação desse carbono com um oxigênio.
  • \mathrm{–OH} é o grupo hidroxila ligado ao mesmo carbono.
    Juntando: \mathrm{C(=O)OH} ou de forma mais curta \mathrm{–COOH}. Em fórmulas estruturais costuma-se mostrar a dupla ligação ou escrever \mathrm{C(=O)OH} para deixar claro a presença do oxigênio duplamente ligado.

Passo 3

Entender “pentanoico”: “pentan” = 5 carbonos no esqueleto principal; como é ácido monocarboxílico e a carboxila conta como um dos carbonos, a sequência linear é:
  • carbono 1 = carbono da carboxila ( \mathrm{C(=O)OH}),
  • carbonos 2, 3, 4 = três grupos \mathrm{CH_2},
  • carbono 5 = grupo terminal \mathrm{CH_3}.
    Em palavras: o ácido pentanoico é um ácido carboxílico linear com fórmula-esqueleto \mathrm{HOOC-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3} (a ordem HOOC‑… ou …‑COOH é equivalente, só muda a orientação).

Passo 4

Escrever as fórmulas estruturais comuns (explicando cada uma):
  • Fórmula condensada (sem mostrar explicitamente a dupla ligação O, mas muito usada): \mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2COOH}.
    • Aqui cada \mathrm{CH_2} é um carbono com dois hidrogênios ligados, e o final \mathrm{COOH} é o grupo carboxila.
  • Fórmula que deixa explícita a dupla ligação do oxigênio no grupo carboxila: \mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2C(=O)OH}.
    • Nesta notação fica claro que o último carbono tem uma ligação dupla com um oxigênio e uma ligação simples com \mathrm{OH}.
  • Outra forma equivalente (orientação com o grupo ácido primeiro): \mathrm{HOOCCH_2CH_2CH_2CH_3} ou melhor visualizada como \mathrm{HOOC-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3}.

Passo 5

Contagem dos átomos para obter a fórmula molecular (útil para conferir):
  • Carbonos: são 5 (um em \mathrm{COOH} + quatro no restante da cadeia).
  • Hidrogênios: contar diretamente na fórmula condensada:
    • \mathrm{CH_3} fornece 3 H,
    • três \mathrm{CH_2} fornecem 3\times2 = 6 H,
    • o \mathrm{OH} do grupo carboxila fornece 1 H.
    • Total de H: 3 + 6 + 1 = 10.
  • Oxigênios: o grupo \mathrm{COOH} tem 2 oxigênios.
    Portanto a fórmula molecular é \mathrm{C_5H_{10}O_2}.

Passo 6

Como desenhar rápido numa prova (dica prática):
  • Desenhe a carboxila \mathrm{C(=O)OH} em uma extremidade.
  • Acrescente em sequência quatro carbonos ligados por linhas (ou escreva \mathrm{CH_2} três vezes e um \mathrm{CH_3} terminal).
  • Verifique a contagem final de átomos: 5 C, 10 H, 2 O.
  • Se pedirem a “fórmula de linha” (skeleton/zig‑zag), desenha-se uma cadeia de quatro segmentos (para os quatro vínculos C–C após a carboxila) com a carboxila no fim.

Resposta

\mathrm{C_5H_{10}O_2}
\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2COOH}
\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2C(=O)OH}

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