SolucionesPropiedades físicas de alcanos
1. Ordena por punto de ebullición
Ordena de menor a mayor punto de ebullición: hexano, 2,2-dimetilbutano, pentano y butano.
Butano (−0,5 °C) < pentano (36 °C) < 2,2-dimetilbutano (50 °C) < hexano (69 °C).
El punto de ebullición aumenta con el número de carbonos y, para el mismo número de carbonos, disminuye con la ramificación.
2. Isómeros y superficie de contacto
Los isómeros C5H12 hierven a 36,1 °C (pentano), 27,8 °C (2-metilbutano) y 9,5 °C (2,2-dimetilpropano). Explica esta tendencia.
Las tres moléculas solo se atraen por fuerzas de dispersión, que dependen de la superficie de contacto. La cadena lineal en zigzag del pentano tiene la mayor superficie; las moléculas ramificadas son más compactas, casi esféricas, se tocan menos y se separan con menos energía.
3. ¿Qué fuerzas intermoleculares?
Indica la fuerza intermolecular más importante entre las moléculas de cada sustancia:
- Octano
- Clorometano, CH3Cl
- Metanol, CH3OH
- Agua
- Fuerzas de dispersión (London), las únicas posibles entre alcanos.
- Fuerzas dipolares: el enlace C–Cl es polar.
- Enlaces de hidrógeno, gracias al grupo O–H.
- Enlaces de hidrógeno.
4. Alcanos y agua
¿Por qué un alcano como el hexano no se mezcla con el agua y queda flotando sobre ella?
El hexano es apolar y no puede formar enlaces de hidrógeno con el agua; disolverlo obligaría a romper los enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua sin recibir nada a cambio. Además, su densidad (≈0,66 g/mL) es menor que la del agua (1 g/mL), por lo que flota.
5. ¿Verdadero o falso?
- Al hervir un alcano se rompen sus enlaces C–C.
- Los alcanos de 1 a 4 carbonos son gases a temperatura ambiente.
- Ningún alcano alcanza la densidad del agua.
- Falso. Las moléculas no se rompen: solo dejan de atraerse unas a otras.
- Verdadero. Del metano al butano son gases; a partir del pentano, líquidos.
- Verdadero. Incluso los alcanos de muchos carbonos se quedan por debajo de 0,8 g/mL.