O etanol e o éter dimetílico têm mesma fórmula molecular. Diferem quanto às:
I. massas molares
II. fórmulas estruturais
III. ligações por pontes de hidrogênio, no estado líquido Dessas afirmações, SOMENTE:
a) I é correta
b) II é correta
c) III é correta
d) I e III são corretas

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado pergunta e as informações dadas.
  • O enunciado diz que etanol e éter dimetílico têm a mesma fórmula molecular.
  • Pede para avaliar se eles diferem quanto às afirmações:
    I. massas molares
    II. fórmulas estruturais
    III. ligações por pontes de hidrogênio, no estado líquido
O objetivo é decidir quais dessas afirmações são verdadeiras (ou seja, em quais pontos eles realmente diferem).

Passo 2

Verificar I: massas molares.
  • A fórmula molecular comum é \mathrm{C_2H_6O} (isso foi dado).
  • Calcular a massa molar usando massas atômicas aproximadas: \mathrm{C}=12, \mathrm{H}=1, \mathrm{O}=16.
  • Massa molar:
M = 2\cdot 12 + 6\cdot 1 + 1\cdot 16 = 24 + 6 + 16 = 46\\ \mathrm{g\\ mol^{-1}}.
  • Como ambas as moléculas têm a mesma fórmula molecular \mathrm{C_2H_6O}, ambas têm a mesma massa molar numericamente igual a 46\\ \mathrm{g\\ mol^{-1}}.
Conclusão do Passo 2: a afirmação I (dizem que diferem quanto às massas molares) é falsa — elas NÃO diferem nas massas molares.

Passo 3

Verificar II: fórmulas estruturais.
  • Escrever as fórmulas estruturais principais:
    • Etanol: \mathrm{CH_3CH_2OH} (cadeia com grupo hidroxila -\mathrm{OH}).
    • Éter dimetílico: \mathrm{CH_3OCH_3} (oxigênio entre dois grupos metila).
  • Explicação didática: duas substâncias com mesma fórmula molecular mas arranjos de átomos diferentes chamam-se isômeros constitucionais. Aqui a conexão entre átomos é diferente: no etanol o oxigênio está ligado a um hidrogênio (formando -\mathrm{OH}) e a uma cadeia etila; no éter o oxigênio une duas metilas. Portanto as fórmulas estruturais são diferentes.
Conclusão do Passo 3: a afirmação II é verdadeira — eles diferem quanto às fórmulas estruturais.

Passo 4

Verificar III: diferenças quanto a ligações por pontes de hidrogênio no estado líquido.
  • Conceito rápido e prático de ponte de hidrogênio: é uma interação forte entre moléculas que exige um átomo de hidrogênio ligado a um átomo muito eletronegativo (normalmente \mathrm{O}, \mathrm{N} ou \mathrm{F}) em uma molécula (doador \mathrm{X}\!-\!\mathrm{H}) e um par de elétrons de um átomo eletronegativo numa outra molécula (aceptor).
  • Aplicando ao caso:
    • Etanol \mathrm{CH_3CH_2OH} tem um grupo -\mathrm{OH}. Esse \mathrm{H} ligado ao \mathrm{O} é um doador forte de ponte de hidrogênio; moléculas de etanol podem ligar-se entre si por pontes de hidrogênio \mathrm{O}-\mathrm{H}\cdots\mathrm{O}. Por isso o etanol líquido mostra extensa rede de ligações por ponte de hidrogênio (isso explica, por exemplo, seu ponto de ebulição relativamente alto).
    • Éter dimetílico \mathrm{CH_3OCH_3} tem oxigênio com pares de elétrons (pode agir como aceitador), mas NÃO tem hidrogênio ligado ao oxigênio (não há \mathrm{O}-\mathrm{H}). Assim, entre moléculas de éter dimetílico puras não existem doadores adequados para formar as pontes \mathrm{O}-\mathrm{H}\cdots\mathrm{O}. Logo, no estado líquido puro o éter dimetílico NÃO forma a mesma rede de ponte de hidrogênio intermolecular que o etanol forma. (Eteres podem aceitar H‑ligações de outras substâncias que tenham \mathrm{X}\!-\!\mathrm{H}, mas isto é diferente de formar pontes entre suas próprias moléculas.)
  • Consequência prática: etanol apresenta ligações por ponte de hidrogênio entre suas moléculas; éter dimetílico não apresenta esse tipo de ligação intermolecular entre suas próprias moléculas. Portanto eles diferem quanto a isso.
Conclusão do Passo 4: a afirmação III é verdadeira — eles diferem quanto às ligações por pontes de hidrogênio no estado líquido.

Passo 5

Juntando as conclusões:
  • I é falsa (mesma massa molar).
  • II é verdadeira (estruturas diferentes = isômeros).
  • III é verdadeira (etanol tem pontes de H intermoleculares; éter dimetílico não).
Percebe-se que as afirmações II e III são corretas simultaneamente. Contudo, as alternativas fornecidas na questão não incluem uma opção “II e III”. As alternativas listadas são apenas: (a) I; (b) II; (c) III; (d) I e III.

Resposta

Nenhuma das alternativas (as afirmações II e III são corretas).