Forneça as estruturas dos seguintes hidrocarbonetos:
h) 2,2-dimetilbutano

Passo 1

O enunciado pede a estrutura do composto \text{2,2-dimetilbutano}.
Informações fornecidas:
  • O nome IUPAC do composto é \text{2,2-dimetilbutano}.
  • Não há outras informações (apenas pedir a estrutura).

Passo 2

Entendendo o nome passo a passo (aula rápida e amigável).
  • A parte final do nome, \text{butano}, indica a cadeia principal com quatro átomos de carbono em sequência. Logo a cadeia principal tem 4 carbonos.
  • O prefixo \text{dimetil} significa que há duas ( \text{di} = 2) substituintes metil, isto é, dois grupos \mathrm{CH_3}.
  • Os locantes antes do prefixo, \,2,2-, dizem que esses dois grupos \mathrm{CH_3} estão ligados ao carbono de número \,2 da cadeia principal (ambos no mesmo carbono).
    Resumo: a cadeia principal é de 4 carbonos e existem duas metil ligadas ao carbono \,2.

Passo 3

Começo a montagem: desenhar a cadeia principal “butano” em fórmula condensada (sem ainda adicionar substituintes). A cadeia principal é
\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_3}.
Vou numerar os carbonos da cadeia como C_1,C_2,C_3,C_4 (numerar de uma ponta — por simetria numerar da esquerda ou direita dá o mesmo resultado aqui).

Passo 4

Colocar os dois grupos metil em C_2.
  • Um grupo metil é \mathrm{CH_3}. Colocar dois deles em C_2 significa que o carbono C_2 ficará ligado a C_1, a C_3 e a dois grupos \mathrm{CH_3} (ou seja, é um carbono quaternário sem hidrogênios ligados).
  • Substituindo isso na cadeia original obtemos a fórmula condensada do composto:
\mathrm{CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3}.
Essa é a representação condensada e é a forma típica que se escreve em provas quando pedem “estrutura”.

Passo 5

Explicando a conectividade com os rótulos dos carbonos (para ficar muito claro como está ligado):
  • C_1=\mathrm{CH_3} (terminal).
  • C_2 é o carbono central onde estão os dois metil: C_2 está ligado a C_1, a C_3, ao grupo C_5=\mathrm{CH_3} e ao grupo C_6=\mathrm{CH_3}. Escrevendo: C_2 - (C_5=\mathrm{CH_3}), (C_6=\mathrm{CH_3}). Note que C_2 não tem hidrogênios extras.
  • C_3=\mathrm{CH_2} (ligado a C_2 e a C_4).
  • C_4=\mathrm{CH_3} (terminal).
    Em símbolos de ligação: C_1 - C_2(C_5,C_6) - C_3 - C_4 onde C_5 e C_6 são metil \mathrm{CH_3}.

Passo 6

Fórmula molecular e observações finais educativas:
  • Somando átomos: 6 carbonos e 14 hidrogênios. Portanto a fórmula molecular é \mathrm{C_6H_{14}} (é um alcano saturado).
  • Observação sobre numeração: por simetria da molécula, numerar da direita para a esquerda também dá os locantes \,2,2-, então o nome está consistente.
  • Representações possíveis que você pode usar na prova: a fórmula condensada dada, a fórmula desenvolvida por grupos (descrevendo cada carbono) ou um esqueleto desenhado (cadeia de 4 segmentos com dois ramos metil no segundo carbono).

Passo 7

Resumo prático para a hora da prova (como desenhar rápido):
  1. Escreva a cadeia de 4 carbonos: \mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_3}.
  2. No carbono \,2 (segunda posição) adicione dois ramos \mathrm{CH_3}.
  3. Verifique se os índices batem (ficou \,2,2-) e conte átomos para a fórmula molecular \mathrm{C_6H_{14}}.
    Pronto — isso resolve e é rápido de fazer sob pressão.

Resposta

\mathrm{CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3}
\mathrm{C_6H_{14}}

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