Completa el cuadro y escribe las fórmulas de los compuestos isómeros. Finalmente, coloca las semejanzas y diferencias entre ellos.
Determino la fórmula molecular a partir de la fórmula general de los alcanos, C_{n}H_{2n+2}, con n=4: C_{4}H_{2(4)+2} = C_{4}H_{10}
Escribo el butano: cadena lineal de cuatro átomos de carbono, CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3} (más compacto: CH_{3}(CH_{2})_{2}CH_{3}).
Escribo el metilpropano (2-metilpropano o isobutano): cadena principal de tres carbonos con un grupo metilo unido al carbono central, CH_{3}-CH(CH_{3})-CH_{3}.
Verifico que ambos tengan la misma fórmula molecular: en el butano hay 4 C y 10 H; en el metilpropano también hay 4 C y 10 H. Por lo tanto son isómeros estructurales (el número de átomos es el mismo, pero la disposición es distinta).
Cuadro completado
| Fórmulas | Semejanzas | Diferencias |
|---|---|---|
| Butano — C_{4}H_{10}; CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3} | Misma fórmula molecular C_{4}H_{10} y misma masa molar (58 \, \text{g/mol}); ambos son hidrocarburos alifáticos (alcanos) saturados, con solo enlaces simples C-C y C-H; ambos son gases a temperatura ambiente; poseen el mismo número de átomos de C y de H; presentan propiedades químicas muy parecidas (combustión, halogenación) | Cadena lineal de 4 carbonos (sin ramificaciones); punto de ebullición \approx -0,5 \, ^{\circ}\text{C}; punto de fusión \approx -138 \, ^{\circ}\text{C}; densidad líquida \approx 0,573 \, \text{g/cm}^{3} |
| Metilpropano — C_{4}H_{10}; CH_{3}-CH(CH_{3})-CH_{3} | Mismo número de átomos de C y de H; misma fórmula molecular y masa molar; mismo tipo de enlace (simples, saturado); gas a temperatura ambiente; reacciona con O_{2} produciendo CO_{2} y H_{2}O | Cadena ramificada: 3 carbonos en la cadena principal más un grupo metilo; punto de ebullición \approx -11,7 \, ^{\circ}\text{C} (más bajo que el butano); punto de fusión \approx -160 \, ^{\circ}\text{C}; densidad líquida \approx 0,551 \, \text{g/cm}^{3}; superficie molecular más compacta |
- Justificación de las diferencias: al tener cadenas más ramificadas, las moléculas del metilpropano se contactan entre sí con menor superficie, lo que debilita las fuerzas intermoleculares de van der Waals y produce un punto de ebullición inferior respecto al butano.
Butano: CH_{3}-CH_{2}-CH_{2}-CH_{3}; metilpropano: CH_{3}-CH(CH_{3})-CH_{3}; ambos C_{4}H_{10} (mismo número y tipo de átomos, mismas propiedades químicas), pero difieren en la disposición de la cadena, el punto de ebullición, el punto de fusión y la densidad.
