Forneça as estruturas dos seguintes hidrocarbonetos:
a) Butano
a) Butano
Passo 1
O enunciado pede: fornecer as estruturas do hidrocarboneto “butano”. Informação que temos e vamos usar:
- O nome é “butano”.
- A raiz “but-” diz que há
átomos de carbono na cadeia principal. - O sufixo “-ano” indica que é um alcano (hidrocarboneto saturado, apenas ligações simples).
Não vou resolver ainda; só organizei o que o enunciado dá.
Passo 2
Entender a fórmula molecular de um alcano saturado (fórmula geral). Para alcanos vale a fórmula:
onde
é o número de carbonos. Aqui temos
, logo a fórmula molecular do butano é
Explicação curta: essa fórmula vem do fato de que cada carbono forma 4 ligações e numa cadeia linear saturada as extremidades têm mais hidrogênios que os carbonos internos.
Passo 3
Contar isômeros estruturais possíveis para
. Para quatro carbonos existem exatamente
isômeros de cadeia (estruturais) diferentes que obedecem a tetravalência do carbono e são alcanos saturados. Ou seja, o “butano” pode aparecer em duas formas estruturais distintas que têm a mesma fórmula molecular
.
Passo 4
Construir o primeiro isômero: n-butano (butano normal).
- Monta-se uma cadeia linear de
carbonos: . - Cada carbono deve ter
ligações totais. Nos carbonos terminais ( e ) há uma ligação C–C e três C–H. Nos carbonos internos ( e ) há duas ligações C–C e duas C–H.
A fórmula condensada (fácil de escrever e memorizar) é
Também se pode representar por esqueleto (linha): uma linha reta com quatro vértices (cada vértice = um C).
Passo 5
Construir o segundo isômero: 2-metilpropano (nome comum: isobutano).
- Escolhe-se uma cadeia principal de
carbonos (propano) e adiciona-se um grupo metil ( ) como ramificação no carbono (carbono central). - Assim tem-se uma estrutura em que um carbono central liga-se a três grupos metil e a um hidrogênio.
A fórmula condensada é
Em nomenclatura IUPAC oficial esse isômero chama-se
2-metilpropano
. Em desenho de esqueleto é um carbono central com três ramos saindo (forma de “T”).
Passo 6
Verificação rápida das contagens de hidrogênio para checar consistência:
- Para
: terminais dão H e internos dão H; total → . - Para
: três grupos dão H e o carbono central dá H; total → .
Ambos conferem com a fórmula molecular e respeitam a tetravalência do carbono.
Passo 7
Resumo didático (como você deve escrever rápido numa prova):
- Diga a fórmula molecular:
. - Liste os dois isômeros com suas fórmulas condensadas e, se puder, faça um rascunho do esqueleto:
- n-butano:
(cadeia linear de 4 C). - 2-metilpropano (isobutano):
(carbono central ligado a três metil).
- n-butano:
Resposta
n-butano:
(fórmula molecular
)
2-metilpropano (isobutano): (fórmula molecular
)
2-metilpropano (isobutano):