Qual é o número total de isômeros constitucionais que podem ser formados a partir de uma molécula de heptano? Explique como você chegou a essa resposta.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A pergunta é: “Qual é o número total de isômeros constitucionais que podem ser formados a partir de uma molécula de heptano?” Aqui, estamos falando de química orgânica, especificamente sobre isomeria estrutural. Para resolver isso, vamos precisar entender como os átomos de carbono podem se arrumar de diferentes maneiras para formar estruturas diferentes, mas com a mesma fórmula molecular.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que heptano tem a fórmula molecular C7H16. Isômeros constitucionais são moléculas que têm a mesma quantidade de átomos de cada elemento, mas os átomos estão ligados de formas diferentes. Nessa etapa, vamos identificar todas as possíveis estruturas que têm 7 carbonos ligados de maneiras diferentes.

Passo 3

Começamos com a estrutura mais simples: o heptano linear. Imagine os 7 carbonos ligados em uma cadeia reta:
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
Essa é a forma direta do heptano, sem nenhum ramo.

Passo 4

Agora, vamos considerar isômeros com um ramo. Isso significa que um dos carbonos na cadeia principal terá um grupo metil ( CH3) ligado a ele. Por exemplo:
  • 2-metilhexano:
CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH3
  • 3-metilhexano:
CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3

Passo 5

Seguimos para isômeros com dois ramos. Aqui, dois grupos metil estão ligados à cadeia principal. Alguns exemplos são:
  • 2,2-dimetilpentano:
CH3-C(CH3)2-CH2-CH2-CH3
  • 2,3-dimetilpentano:
CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-CH2-CH3
  • 3,3-dimetilpentano:
CH3-CH2-C(CH3)2-CH2-CH3

Passo 6

Por fim, temos isômeros com três ramos. Aqui, três grupos metil estão ligados à cadeia principal:
  • 2,2,3-trimetilbutano:
CH3-C(CH3)2-CH(CH3)-CH3

Resposta

No total, podemos formar nove isômeros constitucionais diferentes a partir de uma molécula de heptano.

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