O quadro apresenta as fórmulas estruturais de alguns radicais.
Radical Fórmula estrutural
Metil \mathrm{H}_{3} \mathrm{C} \bullet
Etil \mathrm{H}_{3} \mathrm{C}-\stackrel{\bullet}{\mathrm{C}} \mathrm{H}_{2}
Isopropil \mathrm{H}_{3} \mathrm{C}-\stackrel{\bullet}{\mathrm{C}} \mathrm{H}-\mathrm{CH}_{3}
Hidroxila \mathrm{HO} \bullet
Considere a substituição dos hidrogênios do gás metano \left(\mathrm{CH}_{4}\right) pelos grupos metil, etil, isopropil e hidroxila.
A fórmula molecular da substância formada por essas substituições e o número de ramificações ligadas à cadeia principal serão, respectivamente,
(A) \mathrm{C}_{5} \mathrm{H}_{12} \mathrm{O} e 2
(B) \mathrm{C}_{5} \mathrm{H}_{10} \mathrm{O} e 3
(C) \mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{16} \mathrm{O} e 2
(D) \mathrm{C}_{7} \mathrm{H}_{16} \mathrm{O} e 3

Passo 1

O enunciado diz que partimos de metano \mathrm{CH}_4 e substituímos seus quatro hidrogênios pelos radicais metil \mathrm{CH}_3\bullet, etil \mathrm{C}_2\mathrm{H}_5\bullet, isopropil \mathrm{C}_3\mathrm{H}_7\bullet e hidroxila \mathrm{HO}\bullet. Precisamos determinar a fórmula molecular da nova substância e quantas ramificações carbo-hidrocarbonadas estão ligadas à cadeia principal.

Passo 2

Cada radical traz uma certa quantidade de átomos que se somam aos que já temos no carbono central (após remover os 4 H do metano):
- Metil: \mathrm{C}_1\mathrm{H}_3
- Etil: \mathrm{C}_2\mathrm{H}_5
- Isopropil: \mathrm{C}_3\mathrm{H}_7
- Hidroxila: \mathrm{O}_1\mathrm{H}_1

Passo 3

Somando tudo:
Carbonos: 1_{\text{central}}+1+2+3=7
Hidrogênios: 3+5+7+1=16
Oxigênios: 1
Logo a fórmula molecular é \mathrm{C}_7\mathrm{H}_{16}\mathrm{O}.

Passo 4

Para achar a cadeia principal de carbono, buscamos o caminho com mais átomos de C. Um dos percursos mais longos vai do C H_{3} do etil ao C H_{3} de uma das metilas do isopropil, passando pelo carbono central e pelo carbono secundário do isopropil, totalizando 5 carbonos. Nessa cadeia principal aparecem duas ramificações alcoólicas de carbono:
  1. O metil ligado ao carbono central.
  2. A outra metila do isopropil ligada ao carbono secundário do isopropil.

Resposta

(C) \mathrm{C}_7\mathrm{H}_{16}\mathrm{O} e 2 ramificações.

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