Sabendo que os pontos de ebulição sob pressão de 1atm da propanona, butanona, 3-pentanona e 3-hexanona são respectivamente, 56, 80, 101 e C. Escreva a fórmula estrutural dessas substâncias, qual o tipo de força intermolecular presente (contextualize) e estabeleça uma relação entre as estruturas das referidas moléculas em função de seus pontos de ebulição.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício que envolve Química Orgânica, mais especificamente sobre as cetonas e seus pontos de ebulição. A gente precisa fazer três coisas aqui: desenhar as fórmulas estruturais da propanona, butanona, 3-pentanona e 3-hexanona, identificar quais forças intermoleculares estão presentes nessas substâncias e relacionar essas estruturas com os respectivos pontos de ebulição apresentados.

Passo 2

Primeiro, vamos desenhar as fórmulas estruturais dessas cetonas. Todas elas têm o grupo funcional carbonila (C=O). A diferença está no número de carbonos na cadeia principal.
  • Propanona: Também conhecida como acetona, tem 3 carbonos.
    CH₃-CO-CH₃
    
  • Butanona: Possui 4 carbonos.
    CH₃-CH₂-CO-CH₃
    
  • 3-Pentanona: Tem 5 carbonos, com o grupo carbonila no terceiro carbono.
    CH₃-CH₂-CO-CH₂-CH₃
    
  • 3-Hexanona: Com 6 carbonos, o grupo carbonila também está no terceiro carbono.
    CH₃-CH₂-CH₂-CO-CH₂-CH₃
    

Passo 3

Agora, vamos falar sobre as forças intermoleculares presentes nessas moléculas. As principais são:
  1. Dipolo-Dipolo: Porque as cetonas têm um grupo carbonila polar (C=O), elas podem atrair-se umas às outras devido aos dipolos permanentes.
  2. Forças de London (Dispersão de London): Todas as moléculas, independente de serem polares ou não, têm essas forças causadas pela movimentação eletrônica temporária.
Não temos ligações de hidrogênio aqui, já que as cetonas não têm hidrogênios ligados diretamente ao oxigênio.

Passo 4

Por fim, vamos relacionar as estruturas com os pontos de ebulição. Em geral, quanto maior for a cadeia carbônica da molécula, mais forte será a força de dispersão de London, aumentando o ponto de ebulição. Além disso, a presença do grupo carbonila aumenta a polaridade da molécula, também contribuindo para um ponto de ebulição mais alto devido às interações dipolo-dipolo.
Observando os pontos de ebulição fornecidos:
  • Propanona: 56°C
  • Butanona: 80°C
  • 3-Pentanona: 101°C
  • 3-Hexanona: 124°C
Vemos que, conforme a cadeia carbônica aumenta de 3 para 6 carbonos, o ponto de ebulição também aumenta, o que confirma que moléculas maiores têm maiores forças intermoleculares, exigindo mais energia (calor) para passar do estado l��quido para o gasoso.

Resposta

Resumindo, as fórmulas estruturais das cetonas são:
  • Propanona: CH₃-CO-CH₃
  • Butanona: CH₃-CH₂-CO-CH₃
  • 3-Pentanona: CH₃-CH₂-CO-CH₂-CH₃
  • 3-Hexanona: CH₃-CH₂-CH₂-CO-CH₂-CH₃
Elas apresentam forças intermoleculares de dipolo-dipolo e de dispersão de London. Observa-se que, conforme aumenta o número de carbonos na cadeia, os pontos de ebulição também aumentam devido ao fortalecimento dessas forças intermoleculares.

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