Página 105 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Pista para resolver

• Recuerda que isómeros son compuestos con la misma fórmula molecular pero distinta estructura. Primero escribe la fórmula $$\text{C}_4\text{H}_{10}$$.
• Dibuja la cadena lineal de 4 carbonos (butano) y luego una cadena de 3 carbonos con un sustituyente CH₃ en el segundo carbono (2-metilpropano).
• Anota las similitudes (elementos, tipo de enlaces, familia química) y luego piensa en cómo la ramificación afecta propiedades físicas como punto de ebullición y densidad.
• Si tienes dudas, revisa la sección de isomería estructural de tu texto de Química y compara tablas de propiedades de alcanos lineales y ramificados.

Análisis del problema/pregunta

Se solicita llenar una tabla con la fórmula desarrollada o semidesarrollada de dos alcanos isómeros (butano y 2-metilpropano), y luego comparar sus semejanzas y diferencias.

Resolución paso a paso

1. Fórmulas
   - Butano: estructura lineal de cuatro carbonos.
   $$\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3$$
   - 2-Metilpropano (isobutano): cadena principal de tres carbonos con un metilo en el carbono 2.
   $$\begin{array}{c}\ \ \text{CH}_3\\\text{|}\\\text{CH}_3-\text{CH}-\text{CH}_3\end{array}$$
2. Semejanzas
   • Misma fórmula molecular global: $$\text{C}_4\text{H}_{10}$$.
   • Aceites de la misma familia: alcanos (hidrocarburos saturados).
   • Contienen únicamente enlaces sencillos C–C y C–H.
   • Misma masa molar (≈ 58,12 g mol^–1).
   • Mismos elementos químicos (C y H).
3. Diferencias
   • Disposición estructural: butano es lineal; 2-metilpropano es ramificado.
   • Punto de ebullición: butano ≈ –0,5 °C; 2-metilpropano ≈ –11,7 °C (el ramificado hierve a menos temperatura).
   • Densidad y punto de fusión ligeramente distintos por la forma de la cadena.
   • Diferente nombre IUPAC y número de carbonos en la cadena principal (4 vs. 3).

Conclusión/Respuesta final

Ambos compuestos comparten la misma fórmula molecular ($$\text{C}_4\text{H}_{10}$$) y pertenecen a los alcanos, pero difieren en la disposición de la cadena de carbonos: el butano es lineal y el 2-metilpropano es ramificado, lo que provoca variaciones en sus propiedades físicas como el punto de ebullición.