Isomería

a) 3-bromo-4-metilpentanal y un isómero de función.

La cadena principal tiene cinco carbonos y el carbono 1 es el del grupo aldehído. En el C3 va el bromo y en el C4 un metilo:$$\overset{1}{\text{CHO}}-\overset{2}{\text{CH}_2}-\overset{3}{\text{CHBr}}-\overset{4}{\text{CH}}(\text{CH}_3)-\overset{5}{\text{CH}_3}$$Su fórmula molecular es $\text{C}_6\text{H}_{11}\text{BrO}$. Un isómero de función conserva esa fórmula pero cambia el grupo funcional; lo más directo es llevar el carbonilo al interior de la cadena y obtener una cetona:$$\text{CH}_3-\text{CO}-\text{CHBr}-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CH}_3 \qquad \textbf{3-bromo-4-metilpentan-2-ona}$$Se numera desde el extremo más próximo al grupo carbonilo (C2), y los sustituyentes quedan en 3 y 4. Fórmula: $\text{C}_6\text{H}_{11}\text{BrO}$, la misma.

(Otras respuestas válidas: cualquier cetona, alcohol insaturado o éter insaturado de fórmula $\text{C}_6\text{H}_{11}\text{BrO}$.)

b) Dos éteres isómeros de posición de fórmula $\text{C}_4\text{H}_{10}\text{O}$.

Con cuatro carbonos y un oxígeno puente, el oxígeno puede ir en distintos sitios del esqueleto:$$\text{CH}_3-\text{O}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \qquad \textbf{1-metoxipropano}\ \text{(metil propil éter)}$$$$\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{O}-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \qquad \textbf{etoxietano}\ \text{(dietil éter)}$$En la cadena lineal de cuatro carbonos, el oxígeno está entre el C1 y el C2 en el primero y entre el C2 y el C3 en el segundo: misma función, distinta posición. Un tercer éter válido es el $\text{CH}_3-\text{O}-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CH}_3$, 2-metoxipropano (isopropil metil éter), isómero de posición del 1-metoxipropano (el grupo metoxi en el C2 en lugar del C1).

c) Combustión del etino (acetileno).

El etino es $\text{HC}\equiv\text{CH}$, $\text{C}_2\text{H}_2$. Con oxígeno da dióxido de carbono y agua. Se ajustan primero los C (2 $\text{CO}_2$), después los H (1 $\text{H}_2\text{O}$) y por último los O ($4 + 1 = 5$ átomos, es decir, $\tfrac{5}{2}\ \text{O}_2$):$$\text{C}_2\text{H}_2(g) + \tfrac{5}{2}\,\text{O}_2(g) \longrightarrow 2\,\text{CO}_2(g) + \text{H}_2\text{O}(l)$$o, con coeficientes enteros:$$2\,\text{C}_2\text{H}_2(g) + 5\,\text{O}_2(g) \longrightarrow 4\,\text{CO}_2(g) + 2\,\text{H}_2\text{O}(l)$$d) Obtención del ácido 2-metilbutanoico.

El ácido tiene la cadena $\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{COOH}$. El aldehído de partida es el que tiene la misma cadena con $-\text{CHO}$ en lugar de $-\text{COOH}$: el 2-metilbutanal. Con un oxidante (por ejemplo, $\text{KMnO}_4$ o $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ en medio ácido):$$\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CHO} \xrightarrow{\ \text{[O]}\ } \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{COOH}$$Es una reacción de oxidación: el carbono del grupo carbonilo pasa de número de oxidación $+1$ en el aldehído a $+3$ en el ácido carboxílico.