3.a Representar gráficamente el ciclopropano C_3H_6.

C_3H_6 (triángulo de tres CH_2)

3.b Representar gráficamente el ciclobutano C_4H_8.

C_4H_8 (cuadrado de cuatro CH_2)

3.c Representar gráficamente el ciclopentano C_5H_10.

C_5H_10 (pentágono de cinco CH_2)

Libro de Química 2 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

105/210

Nomenclatura de alcanos ramificados e hidrocarburos cíclicos (cicloalcanos)

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 2° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

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Respuesta rápida

2.e) 4-sec-butil-2,2,4,5,6-pentametilheptano, C16H34 (heptano con 5 metilos y sec-butil en C4). 3) Ciclopropano = triángulo CH2, C3H6; ciclobutano = cuadrado CH2, C4H8; ciclopentano = pentágono CH2, C5H10; todos cumplen CnH2n.

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 105

Quimica 2° · 2024

Ejercicio 2

e

Dibujar la fórmula estructural de 4-sec-butil-2,2,4,5,6-pentametilheptano.

Se identifica la cadena principal: heptano, 7 átomos de carbono en línea ( $C_1$ a $C_7$ ).
Los locantes 2,2,4,5,6 y la palabra "pentametil" indican cinco grupos metilo ( $-CH_3$ ): dos en $C_2$ , uno en $C_4$ , uno en $C_5$ y uno en $C_6$ .
El prefijo "4-sec-butil" indica un grupo butil secundario en $C_4$ : $-CH(CH_3)CH_2CH_3$ .
Se arma la cadena: $C_1H_3-C_2(CH_3)_2-C_3H_2-C_4H-C_5H(CH_3)-C_6H(CH_3)-C_7H_3$ , con el sec-butil en $C_4$ .
Conteo de átomos de carbono: $7$ (cadena) $+ 5$ (metilos) $+ 4$ (sec-butil) $= 16$ carbonos.
Alcano acíclico saturado: $C_nH_{2n+2} \Rightarrow C_{16}H_{34}$ .

Fórmula estructural (expandida):

        CH3   CH3
         |     |
CH3—C——CH2——CH——CH——CH——CH3
 |              |
 CH3        CH(CH3)—CH2—CH3
              (sec-butil)

SMILES: CC(C)(C)CC(C(C)CC)C(C)C(C)C

Respuesta

4-sec-butil-2,2,4,5,6-pentametilheptano, de fórmula molecular $C_{16}H_{34}$ , con cadena de 7 carbonos, dos metilos en $C_2$ , metilos en $C_4$ , $C_5$ y $C_6$ y un grupo sec-butil unido al $C_4$ .

Ejercicio 3

Investigar sobre los hidrocarburos cíclicos y representar gráficamente ciclopropano ( $C_3H_6$ ), ciclobutano ( $C_4H_8$ ) y ciclopentano ( $C_{5}H_{10}$ ).

Parte 3.a

— Ciclopropano ($C_3H_6$)

Hidrocarburo cíclico saturado de 3 carbonos: los vértices se cierran en un triángulo.
Cada carbono del ciclo enlaza a dos carbonos vecinos y a dos hidrógenos (valencia 4): cada vértice es un grupo $CH_2$ .
Comprobación de la fórmula: $3$ átomos de $C$ y $3 \times 2 = 6$ átomos de $H$ $\Rightarrow$ $C_3H_6$ ✓.
Los cicloalcanos siguen la fórmula general $C_nH_{2n}$ (una insaturación menos que el alcano libre, $C_nH_{2n+2}$ ).

      CH2
     /    \
   CH2 — CH2

Respuesta

triángulo equilátero con un $CH_2$ en cada vértice; fórmula molecular $C_3H_6$ .

Parte 3.b

— Ciclobutano ($C_4H_8$)

Cadena cíclica de 4 carbonos: los vértices forman un cuadrado.
Cada vértice es un grupo $CH_2$ (enlazado a dos carbonos vecinos y a dos hidrógenos).
Comprobación: $4 \times C$ y $4 \times 2 = 8 \times H$ $\Rightarrow$ $C_4H_8$ ✓.

      CH2 — CH2
       |      |
      CH2 — CH2

Respuesta

cuadrado con un $CH_2$ en cada vértice; fórmula molecular $C_4H_8$ .

Parte 3.c

— Ciclopentano ($C_{5}H_{10}$)

Cadena cíclica de 5 carbonos: los vértices forman un pentágono.
Cada vértice es un grupo $CH_2$ .
Comprobación: $5 \times C$ y $5 \times 2 = 10 \times H$ $\Rightarrow$ $C_{5}H_{10}$ ✓.

        CH2
       /    \
     CH2 —— CH2
      |        |
     CH2 —— CH2  (unido al CH2 superior por la izquierda)

Diagrama más claro:

         CH2
        /    \
      CH2    CH2
        \    /
         CH2 —— CH2   (el último CH2 cierra con el primero)

Conclusión de la actividad: los tres compuestos son cicloalcanos (hidrocarburos cíclicos saturados) de fórmula general $C_nH_{2n}$ ; la insaturación del ciclo reduce en 2 unidades la cantidad de hidrógenos respecto del alcano acíclico correspondiente ( $C_3H_8$ , $C_4H_{10}$ , $C_5H_{12}$ ).

Respuesta

pentágono con un $CH_2$ en cada vértice; fórmula molecular $C_{5}H_{10}$ .

Contenido de la página

Práctica: nomenclatura de alcanos ramificados e hidrocarburos cíclicos

e) 4-sec-butil-2,2,4,5,6-pentametilheptano

Cadena principal: heptano (7 carbonos).

Locante	Sustituyente	Cantidad
2, 2	metilo ( $-CH_3$ )	2
4	metilo ( $-CH_3$ )	1
5	metilo ( $-CH_3$ )	1
6	metilo ( $-CH_3$ )	1
4	sec-butil ( $-CH(CH_3)CH_2CH_3$ )	1

Total de carbonos: $7 + 5 + 4 = 16$ , fórmula molecular $C_{16}H_{34}$ (alcano saturado acíclico).

        CH3   CH3
         |     |
CH3—C——CH2——CH——CH——CH——CH3
 |              |
 CH3        CH(CH3)—CH2—CH3
              (sec-butil)

SMILES: CC(C)(C)CC(C(C)CC)C(C)C(C)C

3. Investigación sobre hidrocarburos cíclicos

Los hidrocarburos cíclicos o cicloalcanos son compuestos formados únicamente por carbono e hidrógeno, con los átomos de carbono dispuestos en uno o más anillos. Son saturados (solo enlaces simples) y su fórmula general es $C_nH_{2n}$ , ya que el cierre del anillo implica perder 2 hidrógenos respecto del alcano acíclico ( $C_nH_{2n+2}$ ).

Compuesto	Nº de carbonos	Forma del anillo	Cada vértice	Fórmula
Ciclopropano	3	triángulo	$CH_2$	$C_3H_6$
Ciclobutano	4	cuadrado	$CH_2$	$C_4H_8$
Ciclopentano	5	pentágono	$CH_2$	$C_{5}H_{10}$

Ciclopropano $C_3H_6$

      CH2
     /    \
   CH2 — CH2

Ciclobutano $C_4H_8$

      CH2 — CH2
       |      |
      CH2 — CH2

Ciclopentano $C_{5}H_{10}$

         CH2
        /    \
      CH2    CH2
        \    /
         CH2 —— CH2  (el último CH2 cierra el anillo con el superior)

https://h9.clrakim5 (enlace impreso parcialmente ilegible)

Ejemplos resueltos

Escribir la fórmula molecular de 4-sec-butil-2,2,4,5,6-pentametilheptano.

Cadena principal de 7 C: $C_7H_{16}$ . Cada metilo ( $CH_3$ ) sustituye un H y aporta un C: $7+5=12$ C. El sec-butil ( $C_4H_9$ ) sustituye un H: $12+4=16$ C. Hidrógenos: $16 - 6 + 15 + 9 = 34$ . Resultado: $C_{16}H_{34}$ , que cumple $C_nH_{2n+2}$ con $n=16$ ( $2(16)+2=34$ ).

Tablas (6)

| Locante | Sustituyente | Cantidad |

| 2, 2 | metilo | 2 |

| 4 | metilo | 1 |

| 4 | sec-butil | 1 |

| 5 | metilo | 1 |

| 6 | metilo | 1 |

Diagrama

flowchart LR
  A["C3H6 ciclopropano — n=3"] -->|+CH2| B["C4H8 ciclobutano — n=4"]
  B -->|+CH2| C["C5H10 ciclopentano — n=5"]
  D["Regla general: CnH2n"] -.-> A
  D -.-> B
  D -.-> C

Fórmulas y ecuaciones

Fórmula general de los cicloalcanos: $C_nH_{2n}$

Verificación de 2.e: $C_{7}H_{16} + 5(-H + CH_3) + (-H + C_4H_9) \Rightarrow C_{16}H_{34}$

$C_nH_{2n+2}$ (alcano acíclico saturado)

$C_nH_{2n}$ (cicloalcano, un anillo)

$C_{16}H_{34}$ para el ejercicio 2.e

$C_3H_6$ , $C_4H_8$ , $C_{5}H_{10}$

Glosario (5)

Cicloalcano: Hidrocarburo saturado en el que los carbonos forman uno o más anillos; fórmula general CnH2n.
Cadena principal: Secuencia continua de carbonos más larga que determina el nombre base del compuesto (heptano, por ejemplo).
Grupo sec-butil: Sustituyente butilo unido por su carbono secundario: -CH(CH3)CH2CH3.
Fórmula estructural: Representación que muestra cómo se ordenan y enlazan los átomos de una molécula.
Hidrocarburo saturado: Compuesto que contiene solo enlaces simples entre carbonos, con el máximo posible de hidrógenos.

Preguntas para practicar

¿Por qué los cicloalcanos tienen la fórmula $C_nH_{2n}$ y no $C_nH_{2n+2}$?

Porque el cierre del anillo exige que dos extremos de la cadena se enlacen entre sí, lo que elimina dos enlaces C—H respecto del alcano acíclico de igual número de carbonos. Es decir, el anillo representa una insaturación (un grado de insaturación) frente al alcano libre.

¿Cuántos grados de insaturación tiene el compuesto del ejercicio e)?

Ninguno: $C_{16}H_{34}$ es un alcano acíclico saturado, pues cumple $C_nH_{2n+2}$ con $n=16$. Tiene grado de insaturación 0, por lo que no presenta dobles enlaces ni anillos.

Temas y conceptos clave

Nomenclatura de alcanos ramificadosHidrocarburos cíclicos (cicloalcanos)Fórmula estructuralFórmula general CnH2ncadena principalsustituyentesgrupo sec-butilcicloalcanosvalencia del carbonofórmula molecular

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