Representar las fórmulas estructurales de los compuestos enlistados: completar la tabla con la fórmula global, la desarrollada y la semidesarrollada de metano, etano y propano.
Los tres compuestos son hidrocarburos saturados de la serie homóloga de los alcanos, de fórmula general C_nH_{2n+2}. Cada carbono forma 4 enlaces simples (tetravalencia) y cada hidrógeno 1 enlace (monovalencia).
Metano ($n=1$)
- Sustituir n=1 en C_nH_{2n+2}: C_1H_{2(1)+2} = CH_4.
- Fórmula desarrollada: se dibuja el carbono central enlazado a los cuatro hidrógenos, uno por cada enlace:
\begin{array}{c}H\\|\\H-C-H\\|\\H\end{array}
- Fórmula semidesarrollada: los tres hidrógenos de un mismo grupo se agrupan y se dibuja un solo enlace restante hacia el quinto átomo de hidrógeno:
CH_3-H
Global CH_4; desarrollada H_4C con 4 enlaces H; semidesarrollada CH_3-H.
Etano ($n=2$)
- Sustituir n=2 en C_nH_{2n+2}: C_2H_{2(2)+2} = C_2H_6.
- Fórmula desarrollada: se enlazan los dos carbonos entre sí y cada carbono lleva tres hidrógenos (4 enlaces en cada carbono: 1 con el otro C y 3 con H):
\begin{array}{ccccc}H&H&H&H&\\|&|&|&|&\\H-C&-&C-H&&\\|&|&|&|&\\H&H&H&H&\end{array}
- Fórmula semidesarrollada: se agrupan los tres hidrógenos de cada extremo, dejando el enlace C—C visible:
CH_3-CH_3
Global C_2H_6; desarrollada H_3C-CH_3 con cada C unido a 3 H; semidesarrollada CH_3-CH_3.
Propano ($n=3$)
- Sustituir n=3 en C_nH_{2n+2}: C_3H_{2(3)+2} = C_3H_8.
- Fórmula desarrollada: los tres carbonos forman una cadena continua, los dos extremos llevan tres hidrógenos y el carbono central dos hidrógenos:
\begin{array}{ccccccc}H&H&H&H&H&H&\\|&|&|&|&|&|&\\H-C&-&C&-&C-H&&\\|&|&|&|&|&|&\\H&H&H&H&H&H&\end{array}
- Fórmula semidesarrollada:
CH_3-CH_2-CH_3
Tabla completa
| Hidrocarburo | Fórmula global | Fórmula desarrollada | Fórmula semidesarrollada |
|---|---|---|---|
| Metano | CH_4 | carbono central con 4 enlaces H (1 arriba, 1 abajo, 1 izquierda, 1 derecha) | CH_3-H |
| Etano | C_2H_6 | H_3C-CH_3, cada carbono unido a 3 H y al otro carbono | CH_3-CH_3 |
| Propano | C_3H_8 | H_3C-CH_2-CH_3, cadenas C-C-C con 3, 2 y 3 H | CH_3-CH_2-CH_3 |
Regla de comprobación: en la fórmula desarrollada debe contarse el doble de enlaces que átomos de hidrógeno: CH_4 tiene 4 H y 4 enlaces C—H; C_2H_6 tiene 6 H, 6 enlaces C—H y 1 enlace C—C; C_3H_8 tiene 8 H, 8 enlaces C—H y 2 enlaces C—C.
¿Cómo se calcula el número de átomos?
- Metano: n=1 \Rightarrow H = 2(1)+2 = 4.
- Etano: n=2 \Rightarrow H = 2(2)+2 = 6.
- Propano: n=3 \Rightarrow H = 2(3)+2 = 8.
Global C_3H_8; desarrollada H_3C-CH_2-CH_3 con todos los enlaces dibujados; semidesarrollada CH_3-CH_2-CH_3.
