QuímicaFácil2 pts

Formulación y nomenclatura orgánica

También trata: Reacciones orgánicas
Extremadura · 2020 · Septiembre
Enunciado
a) (1,25 puntos) Escribir la fórmula desarrollada de los siguientes compuestos:

1) butanal; 2) ácido etanoico; 3) benceno; 4) propeno; 5) etanol.

b) (0,75 puntos) Indicar el tipo de reacción que se produce y nombrar el producto que se obtiene mayoritariamente cuando se mezclanCH3 ⁣− ⁣CH=CH2+HBr⟶\text{CH}_3\!-\!\text{CH}{\mkern2mu=\mkern2mu}\text{CH}_2 + \text{HBr} \longrightarrow
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Resultado
  • a) Butanal CH3CH2CH2CHO\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CHO}; ácido etanoico CH3COOH\text{CH}_3\text{COOH}; benceno C6H6\text{C}_6\text{H}_6 (anillo de Kekulé); propeno CH2=CHCH3\text{CH}_2{\mkern2mu=\mkern2mu}\text{CHCH}_3; etanol CH3CH2OH\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}, con todos sus enlaces.
  • b) Adición electrófila (Markovnikov); producto mayoritario: 2-bromopropano, CH3CHBrCH3\text{CH}_3\text{CHBrCH}_3.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

  • a) La fórmula desarrollada muestra todos los átomos y todos los enlaces (no solo los de la cadena, como la semidesarrollada). Para cada nombre se identifica la cadena (but-, et-, prop-) y el grupo funcional (-al, -oico, -eno, -ol), y se completa cada carbono hasta cuatro enlaces con hidrógenos.
  • b) Un alqueno con un haluro de hidrógeno da una adición electrófila al doble enlace. Como el propeno es asimétrico, la regla de Markovnikov decide dónde va el bromo.
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Desarrollo

a) Fórmulas desarrolladas.

1) Butanal (C4H8O\text{C}_4\text{H}_8\text{O}): cuatro carbonos con el grupo aldehído (−CHO-\text{CHO}) en el extremo, CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CHO\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CHO}:HHHO∣∣∣∥H−C−C−C−C−H∣∣∣HHH\begin{array}{ccccccccccc} & & \text{H} & & \text{H} & & \text{H} & & \text{O} & & \\ & & | & & | & & | & & \| & & \\ \text{H} & - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{H} \\ & & | & & | & & | & & & & \\ & & \text{H} & & \text{H} & & \text{H} & & & & \end{array}2) Ácido etanoico (ácido acético, C2H4O2\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2): dos carbonos, uno de ellos el del grupo carboxilo, CH3 ⁣− ⁣COOH\text{CH}_3\!-\!\text{COOH}:HO∣∥H−C−C−O−H∣H\begin{array}{ccccccccc} & & \text{H} & & \text{O} & & & & \\ & & | & & \| & & & & \\ \text{H} & - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{O} & - & \text{H} \\ & & | & & & & & & \\ & & \text{H} & & & & & & \end{array}3) Benceno (C6H6\text{C}_6\text{H}_6): anillo de seis carbonos con tres dobles enlaces alternos (estructura de Kekulé), cada carbono con un hidrógeno:H∣C╱ ⁣ ⁣╱╲H−CC−H∣∥H−CC−H╲ ⁣ ⁣╲╱C∣H\begin{array}{ccccccccc} & & & & \text{H} & & & & \\ & & & & | & & & & \\ & & & & \text{C} & & & & \\ & & & \diagup\!\!\diagup & & \diagdown & & & \\ \text{H} & - & \text{C} & & & & \text{C} & - & \text{H} \\ & & | & & & & \| & & \\ \text{H} & - & \text{C} & & & & \text{C} & - & \text{H} \\ & & & \diagdown\!\!\diagdown & & \diagup & & & \\ & & & & \text{C} & & & & \\ & & & & | & & & & \\ & & & & \text{H} & & & & \end{array}En realidad los seis enlaces C–C son iguales (los electrones π\pi están deslocalizados por todo el anillo), y por eso también se dibuja como un hexágono con un círculo dentro.

4) Propeno (C3H6\text{C}_3\text{H}_6): tres carbonos con un doble enlace entre el C1 y el C2, CH2=CH ⁣− ⁣CH3\text{CH}_2{\mkern2mu=\mkern2mu}\text{CH}\!-\!\text{CH}_3:HHH∣∣∣H−C=C−C−H∣H\begin{array}{ccccccccc} & & \text{H} & & \text{H} & & \text{H} & & \\ & & | & & | & & | & & \\ \text{H} & - & \text{C} & = & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{H} \\ & & & & & & | & & \\ & & & & & & \text{H} & & \end{array}5) Etanol (C2H6O\text{C}_2\text{H}_6\text{O}): dos carbonos con el grupo hidroxilo (−OH-\text{OH}) en uno de ellos, CH3 ⁣− ⁣CH2OH\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{OH}:HH∣∣H−C−C−O−H∣∣HH\begin{array}{ccccccccc} & & \text{H} & & \text{H} & & & & \\ & & | & & | & & & & \\ \text{H} & - & \text{C} & - & \text{C} & - & \text{O} & - & \text{H} \\ & & | & & | & & & & \\ & & \text{H} & & \text{H} & & & & \end{array}b) Propeno + HBr.

Es una reacción de adición (adición electrófila al doble enlace): el doble enlace C=C\text{C}{\mkern2mu=\mkern2mu}\text{C} se rompe y el H y el Br se unen a los dos carbonos que lo formaban. El alqueno se convierte en un compuesto saturado.

Como el propeno no es simétrico, hay dos productos posibles. Según la regla de Markovnikov, el hidrógeno se une al carbono del doble enlace que ya tiene más hidrógenos (el CH2\text{CH}_2 terminal) y el bromo, al que tiene menos (el CH\text{CH} central). La razón es que el H+\text{H}^+ se une primero y deja el carbocatión secundario CH3 ⁣− ⁣C+H ⁣− ⁣CH3\text{CH}_3\!-\!\overset{+}{\text{C}}\text{H}\!-\!\text{CH}_3, más estable que el primario, y luego entra el Br−\text{Br}^-:CH3 ⁣− ⁣CH=CH2+HBr⟶CH3 ⁣− ⁣CHBr ⁣− ⁣CH32-bromopropano (mayoritario)\text{CH}_3\!-\!\text{CH}{\mkern2mu=\mkern2mu}\text{CH}_2 + \text{HBr} \longrightarrow \underset{\text{2-bromopropano (mayoritario)}}{\text{CH}_3\!-\!\text{CHBr}\!-\!\text{CH}_3}En menor proporción se forma el 1-bromopropano, CH3 ⁣− ⁣CH2 ⁣− ⁣CH2Br\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\text{Br}.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

«Desarrollada» significa dibujar todos los enlaces, también los C–H y el O–H. Si escribes CH3 ⁣− ⁣CH2OH\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{OH} estás dando la semidesarrollada y puedes perder parte de la nota.

En b), nombra la regla de Markovnikov y di qué carbono recibe el bromo: «el H va al carbono con más hidrógenos». Sin esa justificación, el 2-bromopropano solo vale la mitad.
Paso 1 de 3
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