Exercicis: Introducció a la nomenclatura orgànica: compostos monofuncionals

El gas natural de les cuines és metà, $\text{CH}_4$; l'aigua de l'aixeta és $\text{H}_2\text{O}$; un encenedor porta butà, $\text{C}_4\text{H}_{10}$; la sal és $\text{NaCl}$ i l'alcohol de les farmàcies és etanol, $\text{C}_2\text{H}_6\text{O}$.

1. a) Indica quines d'aquestes substàncies són compostos orgànics i quines no.
2. b) Explica amb les teves paraules quin element és la «columna vertebral» de la química orgànica.

Anomena aquests quatre hidrocarburs:

La figura mostra els models moleculars de tots quatre.

1. a) $\text{CH}_4$
2. b) $\text{C}_2\text{H}_6$
3. c) $\text{C}_3\text{H}_8$
4. d) $\text{C}_4\text{H}_{10}$

1. e) Explica què indica el prefix (met-, et-, prop-, but-) i què indica la terminació -à.

En una casa hi ha tres aparells que funcionen amb hidrocarburs: la caldera crema metà, una estufa portàtil crema propà i la bombona taronja porta butà. Escriu la fórmula molecular de tots tres.

El cartutx de gas d'un càmping gas porta butà, $\text{C}_4\text{H}_{10}$.

1. a) Indica quants àtoms de carboni i d'hidrogen té la seva molècula.
2. b) A quina família d'hidrocarburs pertany: alcans, alquens o alquins?

Les fruites desprenen de manera natural un gas que n'accelera la maduració: l'etè, $\text{C}_2\text{H}_4$.

1. a) Quin tipus d'enllaç uneix els seus dos carbonis: senzill, doble o triple?
2. b) A quina família pertany?

Als tallers de planxa se solda amb bufadors d'acetilè, el nom IUPAC del qual és etí, $\text{C}_2\text{H}_2$.

1. a) Quin tipus d'enllaç hi ha entre els seus dos carbonis?
2. b) A quina família d'hidrocarburs pertany?

El metanol, $\text{CH}_3\text{OH}$, s'utilitza com a combustible en algunes maquetes i l'etanol, $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$, és l'alcohol dels desinfectants.

1. a) Quin grup d'àtoms comparteixen les dues fórmules?
2. b) Com es diu aquest grup funcional i a quina família pertanyen els dos compostos?

El gust agre del vinagre és degut a l'àcid acètic, el nom IUPAC del qual és àcid etanoic, $\text{CH}_3\text{COOH}$.

1. a) Compta quants àtoms de carboni, hidrogen i oxigen té la seva molècula i escriu la seva fórmula molecular (tots els àtoms junts, sense separar per grups).
2. b) Assenyala a la fórmula el grup funcional $-\text{COOH}$ característic dels àcids carboxílics.

Tots els alcans segueixen la fórmula general $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$, on $n$ és el nombre de carbonis.

1. a) Comprova que es compleix per al metà ($n = 1$) i per al butà ($n = 4$).
2. b) Dedueix la fórmula molecular de l'alcà de $5$ carbonis, anomenat pentà.

Els alquens segueixen la fórmula general $\text{C}_n\text{H}_{2n}$ i els alquins, $\text{C}_n\text{H}_{2n-2}$.

1. a) Dedueix la fórmula molecular del propè (alquè de $3$ carbonis).
2. b) Dedueix la del propí (alquí de $3$ carbonis).
3. c) Explica per què l'etè no pot tenir fórmula $\text{C}_2\text{H}_6$.

Dos compostos de $4$ carbonis tenen fórmules $\text{C}_4\text{H}_{10}$ i $\text{C}_4\text{H}_8$.

1. a) Utilitzant les fórmules generals, indica quin és un alcà i quin un alquè.
2. b) Anomena l'alcà.
3. c) Podria algun dels dos ser un alquí? Justifica-ho amb la fórmula general $\text{C}_n\text{H}_{2n-2}$.

Les fórmules semidesenvolupades mostren la cadena carbonada agrupant cada carboni amb els seus hidrògens.

1. a) Escriu la fórmula semidesenvolupada de l'età, del propà i del butà.
2. b) Descriu amb les teves paraules com creix la cadena en passar de l'un a l'altre.

L'etanol té fórmula molecular $\text{C}_2\text{H}_6\text{O}$ i l'età, $\text{C}_2\text{H}_6$.

1. a) Explica per què l'etanol no es considera un hidrocarbur encara que s'assembli tant a l'età.
2. b) A quina família pertany l'etanol i quin és el seu grup funcional?

Assenyala el grup funcional de cada compost i digues a quina família pertany:

1. a) $\text{CH}_3\text{OH}$
2. b) $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH}$
3. c) $\text{CH}_3\text{COOH}$

Un alcohol es pot imaginar com un alcà en què un hidrogen s'ha canviat per un grup $-\text{OH}$.

1. a) Aplica aquesta idea al metà i escriu la fórmula semidesenvolupada del metanol.
2. b) Fes el mateix amb l'età i escriu la de l'etanol.
3. c) Escriu també les fórmules moleculars dels dos alcohols.

A la caldera de casa el metà crema segons aquesta equació química:

$\text{CH}_4 + 2\ \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\ \text{H}_2\text{O}$

L'esquema mostra les molècules que intervenen en la reacció.

1. a) Compta els àtoms de carboni, hidrogen i oxigen a cada costat de la fletxa.
2. b) Explica què significa que l'equació estigui «igualada».

Un alumne afirma que existeix un hidrocarbur de fórmula $\text{C}_2\text{H}_8$.

1. a) Utilitza la fórmula general dels alcans, $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$, per demostrar que és impossible.
2. b) En canvi, el $\text{C}_3\text{H}_6$ sí que existeix: a quina família pertany i com s'anomena? Justifica-ho amb les fórmules generals.

El butà i el metilpropà tenen la mateixa fórmula molecular, $\text{C}_4\text{H}_{10}$, però les seves fórmules semidesenvolupades són $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3$ i $(\text{CH}_3)_3\text{CH}$.

1. a) Dibuixa al teu quadern les dues cadenes carbonades.
2. b) Explica què són els isòmers utilitzant aquest exemple.
3. c) Raona per què, encara que «sumin» els mateixos àtoms, són dues substàncies diferents.

Pots fer-ho en paper i enviar una foto amb la teva resposta.

Al laboratori hi ha dos flascons: un conté l'alcohol de $2$ carbonis i un altre l'àcid carboxílic de $2$ carbonis.

1. a) Escriu la fórmula semidesenvolupada de cadascun i anomena'ls segons la IUPAC.
2. b) Encercla a cada fórmula el grup funcional i digues com es diu.
3. c) Indica una substància de la vida quotidiana on aparegui cadascun.

Ningú no ha vist mai una molècula de «metè» ni de «metí».

1. a) Recorda quin tipus d'enllaç defineix els alquens i els alquins.
2. b) Raona per què aquests enllaços no es poden donar en un hidrocarbur d'un sol carboni.
3. c) Quin és, doncs, l'alquè més petit que existeix? I l'alquí més petit? Anomena'ls i escriu les seves fórmules.

El bioetanol que es barreja amb la benzina en algunes gasolineres és etanol, $\text{C}_2\text{H}_6\text{O}$.

1. a) Escriu la seva fórmula semidesenvolupada i compta quants àtoms té en total la seva molècula.
2. b) Comparant-lo amb l'età, $\text{C}_2\text{H}_6$, explica per què tots dos tenen $6$ hidrògens si l'etanol a més porta oxigen (pista: el grup $-\text{OH}$ aporta el seu propi hidrogen).

Els alcohols formen una sèrie ordenada: metanol, $\text{CH}_4\text{O}$; etanol, $\text{C}_2\text{H}_6\text{O}$; propanol, $\text{C}_3\text{H}_8\text{O}$.

1. a) Fixa't en com canvien els subíndexs i dedueix la fórmula general dels alcohols en funció del nombre de carbonis $n$.
2. b) Prediu la fórmula molecular del butanol, l'alcohol de $4$ carbonis.
3. c) Comprova que la teva fórmula general també dóna el resultat correcte per a l'etanol.

Si una estufa de butà crema amb poc oxigen, en lloc de $\text{CO}_2$ es forma $\text{CO}$, un gas molt tòxic. La figura compara les dues molècules.

1. a) Anomena els dos gasos, $\text{CO}$ i $\text{CO}_2$, amb la nomenclatura de prefixos.
2. b) Compara les seves fórmules i explica per què es diu que el $\text{CO}$ és producte d'una combustió «incompleta».
3. c) Explica quina precaució prendries a casa amb les estufes de gas i per què.

Endevina el compost:

1. a) Un alquè té $8$ àtoms d'hidrogen per molècula. Dedueix quants carbonis té, escriu la seva fórmula molecular i anomena'l.
2. b) Un alcà té també $8$ àtoms d'hidrogen. Dedueix la seva fórmula i el seu nom.
3. c) Comprova que tots dos compleixen les fórmules generals $\text{C}_n\text{H}_{2n}$ i $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$, respectivament.