A partir das fórmulas moleculares fornecidas abaixo, monte todas as estruturas possiveis, com seus respectivos nomes.
  • Lembre-se que as cadeias podem ser normais ou ramificadas, abertas ou fechadas, saturadas ou insaturadas, homogêneas ou heterogêneas. O Carbono pode fazer ligação simples, dupla ou tripla.
  • Confira os números de hidrogênios na estrutura com aqueles fornecidos na fórmula molecular.
  • Resolver no caderno em duplas. Cada um deve ter as estruturas em seu caderno.
    C4 H8 O2 - Montar todas as estruturas de cadeia aberta e saturadas.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para montar todas as estruturas possíveis da fórmula molecular C4H8O2, considerando apenas cadeias abertas e saturadas. Isso significa que nossa molécula não vai ter anéis ou ligações duplas/triplas entre os carbonos. O conteúdo que vamos usar aqui é isomeria estrutural, onde aprendemos a identificar diferentes formas que uma mesma fórmula molecular pode ter. Vamos precisar entender bem as possíveis funções químicas e garantir que o número de hidrogênios esteja certinho.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar a fórmula molecular C4H8O2. Para ter certeza de que estamos trabalhando com cadeias saturadas, precisamos verificar o grau de insaturação. A fórmula geral para calcular isso é:
Grau de Insaturação = 2C + 2 - H2 çã
Substituindo os valores:
Grau de Insaturação = 2 times 4 + 2 - 82 = 8 + 2 - 82 = 22 = 1 çã
Isso indica que temos um grau de insaturação, que pode ser uma dupla ligação ou um anel. Mas como o exercício pede cadeias abertas e saturadas, vamos considerar que a insaturação vem de grupos funcionais, como carbonilas ( C=O), que não afetam a saturação da cadeia principal.

Passo 3

Agora, vamos pensar nos grupos funcionais que contêm oxigênio e que podem explicar essa insaturação. As opções mais comuns são:
  1. Álcool ( -OH)
  2. Éter ( -O-)
  3. Ácido carboxílico ( -COOH)
  4. Éster ( -COO-)
  5. Cetona ( C=O)
Vamos explorar as possibilidades com esses grupos levando em conta que a cadeia principal é de 4 carbonos e está saturada.

Passo 4

1. Diol (Dois Grupos Hidroxila)

Podemos ter mais de um grupo hidroxila na cadeia:
  • Butanodiol 1,4: Os grupos -OH estão nas extremidades.
    HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH
  • Butanodiol 2,3: Os grupos -OH estão nos carbonos 2 e 3.
    CH3-CH(OH)-CH(OH)-CH3
  • Butanodiol 1,3: Grupos -OH nos carbonos 1 e 3.
    HO-CH2-CH(OH)-CH2-CH3

2. Éter

Um éter com a fórmula C4H8O2 pode ter dois grupos éter:
  • Diéter (Metoxietano):
    CH3-O-CH2-CH2-O-CH3

3. Ácido Carboxílico

Ácidos carboxílicos com 4 carbonos:
  • Ácido Butanoico:
    CH3-CH2-CH2-COOH

4. Éster

Ésteres com 4 carbonos:
  • Metil Propionato:
    CH3-CH2-CH2-COOCH3
  • Etil Acetato:
    CH3-COO-CH2-CH3

5. Cetona

Cetona com 4 carbonos:
  • Butanona (Metilpropanona):
    CH3-CO-CH2-CH3

Passo 5

Agora, vamos verificar se todas essas estruturas cumprem a fórmula C4H8O2:
  • Diol: Cada -OH adiciona um oxigênio e reduz um hidrogênio, mantendo a contagem correta.
  • Éter: Dois grupos -O- adicionam dois oxigênios.
  • Ácido Carboxílico: Um -COOH adiciona dois oxigênios.
  • Éster: Um -COO- adiciona dois oxigênios.
  • Cetona: Um C=O adiciona um oxigênio, mas precisaríamos de mais um grupo funcional para atingir dois oxigênios, então essa estrutura pode não se encaixar perfeitamente. Pode ter sido um erro na consideração inicial.
Então, descartamos a cetona por não atingir a contagem correta de oxigênios sem adicionar outro grupo funcional.

Resposta

As estruturas possíveis da fórmula C4H8O2, com cadeias abertas e saturadas, são:
  1. Butanodiol 1,4:
    HO-CH2-CH2-CH2-CH2-OH
  2. Butanodiol 2,3:
    CH3-CH(OH)-CH(OH)-CH3
  3. Butanodiol 1,3:
    HO-CH2-CH(OH)-CH2-CH3
  4. Diéter Metoxietano:
    CH3-O-CH2-CH2-O-CH3
  5. Ácido Butanoico:
    CH3-CH2-CH2-COOH
  6. Metil Propionato:
    CH3-CH2-CH2-COOCH3
  7. Etil Acetato:
    CH3-COO-CH2-CH3
Essas são todas as possíveis estruturas de cadeia aberta e saturada para C4H8O2.

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