Forneça as estruturas dos seguintes hidrocarbonetos:
b) Heptano

Passo 1

O enunciado pede: “Forneça a estrutura do hidrocarboneto Heptano.”
Informações importantes dadas (implícitas no nome):
  • O nome “heptano” indica um alcano com 7 átomos de carbono.
  • É solicitado apresentar a(s) estruturas (ou a estrutura) do heptano.

Passo 2

Lembrando uma fórmula-chave para alcanos (isto é teoria que costuma cair em prova):
\text{Alcano linear com }n\text{ carbonos} \Rightarrow \text{fórmula molecular } \mathrm{C_nH_{2n+2}}.
Explicação didática do porquê: cada carbono forma 4 ligações. Num alcan0 linear há dois carbonos terminais com 3 hidrogênios ( \mathrm{CH_3}) e n-2 carbonos internos com 2 hidrogênios ( \mathrm{CH_2}). Contando hidrogênios:
2\cdot 3 + (n-2)\cdot 2 = 6 + 2n - 4 = 2n+2.

Passo 3

Aplicando a fórmula para n=7:
2\cdot 7 + 2 = 16,
logo a fórmula molecular do heptano é \mathrm{C_7H_{16}}.

Passo 4

Agora vamos montar a estrutura do heptano “normal” (cadeia linear de 7 carbonos). Num alcano linear de 7 carbonos as extremidades são \mathrm{CH_3} e os cinco carbonos internos são \mathrm{CH_2}. A fórmula estrutural condensada do n-heptano é:
\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}.
Explicando cada termo para você entender na prova: os dois \mathrm{CH_3} nas pontas têm 3 H cada (porque cada um liga a um único carbono vizinho), e cada \mathrm{CH_2} interno tem 2 H (porque liga a dois carbonos vizinhos). Somando os hidrogênios dá 3+5\cdot 2+3=16, compatível com \mathrm{C_7H_{16}}.

Passo 5

Representação esquemática (útil para rascunho na prova): uma cadeia linear de 7 carbonos, numerada para eventuais substituições:
\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3}
ou em esqueleto (linha contínua com 6 “vértices” internos): uma linha reta com 7 átomos de C em sequência.

Passo 6

Observação extra (útil para consolidar o conceito): o heptano tem 9 isômeros constitucionais (ou seja, existem 9 arranjos distintos dos 7 carbonos que preservam a fórmula \mathrm{C_7H_{16}}). Além do n-heptano acima, alguns isômeros comuns (nomes IUPAC e fórmulas condensadas) são:
  • \mathrm{2\text{-}methylhexane: }\mathrm{CH_3CH(CH_3)CH_2CH_2CH_2CH_3}
  • \mathrm{3\text{-}methylhexane: }\mathrm{CH_3CH_2CH(CH_3)CH_2CH_2CH_3}
  • \mathrm{2,2\text{-}dimethylpentane: }\mathrm{CH_3C(CH_3)_2CH_2CH_2CH_3}
  • \mathrm{2,3\text{-}dimethylpentane: }\mathrm{CH_3CH(CH_3)CH(CH_3)CH_2CH_3}
  • \mathrm{2,4\text{-}dimethylpentane: }\mathrm{CH_3CH(CH_3)CH_2CH(CH_3)CH_3}
  • \mathrm{3,3\text{-}dimethylpentane: }\mathrm{CH_3CH_2C(CH_3)_2CH_2CH_3}
  • \mathrm{3\text{-}ethylpentane: }\mathrm{CH_3CH_2CH(CH_2CH_3)CH_2CH_3}
  • \mathrm{2,2,3\text{-}trimethylbutane: }\mathrm{CH_3C(CH_3)_2CH(CH_3)CH_3}
Isso é útil para prova quando pedem “todas as estruturas” de um dado alcano: para n=7 deve-se listar essas 9 possibilidades.

Passo 7

Dica prática para prova (como raciocinar rápido): ao escrever a estrutura de um alcano dado pelo nome, identifique n (a quantidade de carbonos), calcule \mathrm{C_nH_{2n+2}} para conferir e construa a cadeia mais simples (n-heptano é a cadeia reta). Para isômeros, procure cadeias principais menores com ramificações (metil, etil, dimetil, trimetil etc.) e use a regra da numeração que dá os menores números possíveis aos substituintes.

Resposta

\mathrm{C_7H_{16}}
\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}

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