Os alcanos ramificados são uma classe de compostos orgânicos caracterizados pela presença de cadeias carbônicas não lineares, ou seja, apresentam ramificações em sua estrutura molecular. Essas ramificações conferem propriedades únicas aos alcanos, tornando-os importantes no campo da química orgânica. Neste artigo, exploraremos as estruturas, propriedades e exemplos de alcanos ramificados, destacando sua relevância e aplicações na indústria e na ciência.
Estrutura dos alcanos ramificados: como é formada essa classe de hidrocarbonetos.
Os alcanos ramificados são uma classe de hidrocarbonetos formados por moléculas que possuem cadeias carbônicas principais, chamadas de cadeias lineares, e cadeias laterais, chamadas de ramificações. A estrutura dos alcanos ramificados é caracterizada pela presença de átomos de carbono ligados entre si por ligações simples e pela presença de átomos de hidrogênio ligados aos átomos de carbono.
As ramificações nos alcanos ocorrem quando um ou mais átomos de hidrogênio da cadeia principal são substituídos por um grupo funcional, formando assim uma ramificação. Essa ramificação pode ser simples, quando apenas um átomo de hidrogênio é substituído, ou múltipla, quando mais de um átomo de hidrogênio é substituído.
As propriedades dos alcanos ramificados são influenciadas pela estrutura da molécula, sendo que quanto maior o número de ramificações, menor será o ponto de ebulição e maior será a solubilidade em solventes não polares. Além disso, os alcanos ramificados apresentam menor reatividade química em comparação com os alcanos de cadeia linear.
Alguns exemplos de alcanos ramificados incluem o isobutano, o isopentano e o neopentano. Esses compostos são amplamente utilizados na indústria química como solventes, combustíveis e matérias-primas para a síntese de outros compostos orgânicos.
Características dos alcanos: descubra as propriedades desses compostos orgânicos simples.
Os alcanos são compostos orgânicos simples que possuem características peculiares. São compostos formados apenas por ligações simples de carbono e hidrogênio, o que os torna saturados e não reativos. Além disso, os alcanos são conhecidos por serem compostos hidrofóbicos, ou seja, não se misturam com água.
Outra característica dos alcanos é a sua capacidade de formar cadeias lineares ou ramificadas. Quando os alcanos possuem cadeias ramificadas, apresentam propriedades físicas e químicas diferentes dos alcanos lineares. As ramificações nos alcanos levam a um aumento na volatilidade e na fluidez, tornando-os mais adequados para uso em combustíveis.
Além disso, os alcanos possuem pontos de fusão e ebulição mais baixos em comparação com outros compostos orgânicos, devido à sua estrutura simples e simétrica. Isso os torna úteis em aplicações como lubrificantes e solventes.
Alcanos ramificados: estruturas, propriedades e exemplos
Os alcanos ramificados são alcanos que possuem grupos de carbono ligados à cadeia principal de forma lateral. Essas ramificações resultam em uma maior diversidade de isômeros e propriedades únicas. Um exemplo de alcana ramificado é o isobutano, que possui uma ramificação de metil ligada ao carbono central da cadeia.
Os alcanos ramificados apresentam pontos de ebulição mais baixos do que os alcanos lineares, devido à menor superfície de contato entre as moléculas. Isso os torna mais voláteis e adequados para uso em combustíveis de alta octanagem. Além disso, a presença de ramificações nos alcanos confere propriedades como menor viscosidade e maior fluidez.
Em resumo, os alcanos ramificados são compostos orgânicos que apresentam estruturas únicas, propriedades físicas distintas e uma variedade de aplicações práticas. Sua capacidade de formar cadeias ramificadas os torna importantes na indústria química e na produção de diversos produtos do dia a dia.
Tipos mais conhecidos de alcanos ramificados: quais são e como identificá-los facilmente.
Os alcanos ramificados são compostos orgânicos que possuem cadeias carbônicas não lineares, ou seja, apresentam grupos alquila ligados ao carbono principal. Existem diversos tipos de alcanos ramificados, sendo os mais conhecidos o metil, o etil, o propil e o isopropil.
Para identificar facilmente os alcanos ramificados, basta observar a presença de grupos alquila ligados ao carbono principal da cadeia. Por exemplo, no caso do metil, temos um grupo CH3 ligado a um carbono da cadeia principal. Já no caso do etil, temos um grupo CH2CH3 ligado a um carbono da cadeia principal. O propil apresenta um grupo CH2CH2CH3 ligado ao carbono principal, enquanto o isopropil possui um grupo CH(CH3)2 ligado ao carbono principal.
Esses grupos alquila conferem propriedades diferentes aos alcanos ramificados, como ponto de ebulição e solubilidade em solventes orgânicos. Alguns exemplos de alcanos ramificados incluem o isobutano, o isopentano e o neopentano.
Exemplos de ramificações e sua definição de forma simplificada para melhor compreensão.
As ramificações são estruturas que se originam a partir de uma cadeia principal em moléculas orgânicas. Elas são formadas quando um átomo de carbono da cadeia principal se une a outros átomos de carbono ou hidrogênio, criando uma estrutura secundária na molécula.
Um exemplo de ramificação é o isopentano, que possui uma cadeia principal de cinco átomos de carbono e uma ramificação de um átomo de carbono ligado a três átomos de hidrogênio. Outro exemplo é o isobutano, que possui uma cadeia principal de quatro átomos de carbono e uma ramificação de um átomo de carbono ligado a três átomos de hidrogênio.
Alcanos ramificados: estruturas, propriedades e exemplos
Os alcanos ramificados são hidrocarbonetos cujas estruturas não consistir de uma cadeia linear saturada. No alcanos de cadeias lineares que são ao contrário dos seus isómeros ramificados através da adição de uma letra n , antes do nome. Assim, n-hexano significa que a estrutura consiste em seis átomos de carbono alinhados em uma cadeia.
Os galhos de uma copa de árvore sem árvores (imagem inferior) podem ser comparados aos de alcanos ramificados; no entanto, a espessura de suas cadeias, principal, secundária ou terciária, tem todas as mesmas dimensões. Porque Porque em todos os links simples C – C estão presentes.
As árvores à medida que crescem tendem a se ramificar; Da mesma forma, os alcanos. Manter uma cadeia constante com certas unidades de metileno (–CH 2 -) implica uma série de condições de energia. Quanto mais energia os alcanos, maior a tendência a ramificar-se.
Os isômeros lineares e ramificados compartilham as mesmas propriedades químicas, mas com pequenas diferenças em seus pontos de ebulição, fusão e outras propriedades físicas. Um exemplo de alcano ramificado é o 2-metilpropano, o mais simples de todos.
Estruturas químicas
Alcanos ramificados e lineares têm a mesma fórmula química geral: C n H 2n + 2 . Ou seja, ambos, para um determinado número de átomos de carbono, têm o mesmo número de hidrogênios. Portanto, os dois tipos de compostos são isômeros : eles têm a mesma fórmula, mas estruturas químicas diferentes.
O que é observado primeiro em uma cadeia linear? Um número finito de grupos metileno, –CH 2 – . Assim, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 é uma recta – cadeia alcano chamado n-heptano.
Observe os cinco grupos metileno consecutivos. Além disso, deve-se notar que esses grupos compõem todas as cadeias e, portanto, têm a mesma espessura, mas com comprimentos variáveis. O que mais pode ser dito sobre eles? Quais são os 2 carbonos, isto é, carbonos ligados a outros dois.
Para que o referido n-heptano se ramifique, é necessário reorganizar seus carbonos e hidrogênios. Como Os mecanismos podem ser muito complexos e envolvem a migração de átomos e a formação de espécies positivas conhecidas como carbocações (–C + ).
No entanto, no artigo é suficiente ordenar a estrutura de maneira que haja carbonos 3 e 4; em outras palavras, carbonos ligados a três ou quatro outros. Esse novo arranjo é mais estável do que os longos agrupamentos de grupos CH 2 . Porque Porque o 3º e o 4º carbonos são energia mais estável.
Propriedades químicas e físicas
Alcanos ramificados e lineares, com os mesmos átomos, mantêm as mesmas propriedades químicas. Suas ligações permanecem simples, C – H e C – C, e com pouca diferença nas eletronegatividades , de modo que suas moléculas são apolares. A diferença, mencionada acima, está no 3º e 4º carbonos (CHR 3 e CR 4 ).
No entanto, à medida que a cadeia é ramificada nos isômeros, a maneira como as moléculas interagem entre si muda.
Por exemplo, a maneira de unir dois galhos lineares de uma árvore não é a mesma que colocar dois ramos altamente ramificados em cima do outro. Na primeira situação, há muito contato superficial, enquanto na segunda predominam os “buracos” entre os galhos. Algumas ramificações interagem mais com outras do que com o ramo principal.
Tudo isso leva a valores semelhantes, mas não iguais em muitas das propriedades físicas.
Pontos de ebulição e fusão
As fases líquida e sólida dos alcanos estão sujeitas a forças intermoleculares sob condições específicas de pressão e temperatura. Como as moléculas de alcano ramificadas e lineares não interagem da mesma maneira, seus líquidos e sólidos não serão os mesmos.
Os pontos de fusão e ebulição aumentam com o número de carbonos. Para alcanos lineares, estes são proporcionais a n . Mas para alcanos ramificados, a situação depende de quão ramificada é a cadeia principal e de quais são os grupos substituintes ou alquil (R).
Se as cadeias lineares são consideradas fileiras de ziguezagues, elas podem se encaixar perfeitamente uma na outra; mas com as ramificadas, as principais cadeias quase não interagem porque os substituintes as mantêm afastadas umas das outras.
Como resultado, os alcanos ramificados têm uma superfície de contato molecular mais baixa e, portanto, seus pontos de fusão e ebulição tendem a ser ligeiramente inferiores. Quanto mais ramificada a estrutura, menores serão esses valores.
Por exemplo, n-pentano (CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) tem uma Peb de 36,1 ° C, enquanto que 2-metilbutano (CH 3 CH 2 (CH 3 ) CH 2 CH 3 ) e 2,2-dimetil-propano (C (CH 3 ) 4 ) 27,8 e 9.5ºC.
Densidade
Utilizando o mesmo raciocínio, os alcanos ramificados são um pouco menos densos, pois ocupam maior volume, devido à diminuição do contato superficial entre as cadeias principais. Como alcanos lineares, eles são imiscíveis com a água e flutuam acima dela; isto é, são menos densos.
Nomenclatura e exemplos
Cinco exemplos de alcanos ramificados são mostrados na imagem acima. Observe que as ramificações são caracterizadas por ter 3 ou 4 carbonos. Mas qual é a cadeia principal? Isso com o maior número de átomos de carbono.
-Em A é indiferente, uma vez que, independentemente da cadeia escolhida, ambas têm 3 C. Assim, seu nome é 2-metil-propano. É um isômero de butano, C 4 H 10 .
– O alcano B tem à primeira vista dois substituintes e uma cadeia longa. Os grupos –CH 3 são listados de maneira a ter o menor número; portanto, os carbonos começam a contar do lado esquerdo. Assim, B é chamado 2,3-dimetil-hexano.
-Para C aplica-se como em B. A cadeia principal tem 8 C, e os dois substituintes, um CH 3 e CH 2 CH 3 estão localizadas mais para o lado esquerdo. Seu nome é, portanto: 4-etil-3-metil octano. Observe que o substituinte -etil é mencionado antes do -metil em sua ordem alfabética.
-No caso de D, é indiferente onde os carbonos da cadeia principal começam a ser contados. O nome dele é: 3-etil-propano.
-E finalmente, para E, um alcano ramificado um pouco mais complexo, a cadeia principal tem 10 C e começa a contar a partir de qualquer um dos grupos CH 3 à esquerda. Ao fazer isso, seu nome é: 5-etil-2,2-dimetil-decano.
Referências
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