Ejercicios: Series homólogas, grupos funcionales e isomería

Define con tus palabras qué es un grupo funcional y cita dos ejemplos con su nombre y su representación, escogidos entre alcohol, ácido carboxílico, aldehído y cetona.

Una serie homóloga es un conjunto de compuestos con el mismo grupo funcional que difieren en un grupo $\mathrm{-CH_2-}$. Considera los alcoholes $\mathrm{CH_3OH}$, $\mathrm{CH_3CH_2OH}$ y $\mathrm{CH_3CH_2CH_2OH}$. Indica la fórmula molecular de cada uno y en cuántos átomos de carbono e hidrógeno difieren dos miembros consecutivos de la serie.

Relaciona cada grupo funcional con su familia de compuestos:

1. $\mathrm{-OH}$

2. $\mathrm{-COOH}$

3. $\mathrm{-CHO}$

4. $\mathrm{-NH_2}$

Familias: aldehído, amina, alcohol, ácido carboxílico.

Para la molécula de etanol, $\mathrm{C_2H_6O}$, escribe su fórmula empírica, su fórmula molecular, su fórmula semidesarrollada y su fórmula desarrollada. Indica qué información adicional aporta cada una respecto de la anterior.

Mateo analiza un compuesto que contiene solo carbono e hidrógeno y obtiene que la proporción de átomos es 1 de carbono por cada 2 de hidrógeno. Su masa molar es $56\ \mathrm{g/mol}$. Con las masas atómicas $\mathrm{C} = 12$ y $\mathrm{H} = 1$, determina la fórmula empírica y la fórmula molecular, y escribe la semidesarrollada de dos isómeros posibles de cadena abierta.

Observa estas dos parejas de compuestos:

• Pareja A: $\mathrm{CH_3CH_2CH_2CH_3}$ y $\mathrm{CH_3CH(CH_3)CH_3}$.

• Pareja B: $\mathrm{CH_3CH_2OH}$ y $\mathrm{CH_3OCH_3}$.

Para cada pareja, comprueba que tienen la misma fórmula molecular e indica qué tipo de isomería presentan (de cadena, de posición o de función). Justifica tu respuesta.

El etanol ($\mathrm{CH_3CH_2OH}$) y el etano ($\mathrm{CH_3CH_3}$) tienen masas molares parecidas, pero el etanol es líquido a temperatura ambiente y el etano es un gas. Argumenta esta diferencia a partir del grupo funcional presente, la polaridad del enlace $\mathrm{O-H}$ y las fuerzas intermoleculares. Después explica por qué el grupo $\mathrm{-OH}$ hace que el etanol sea más reactivo que el etano frente a un reactivo oxidante.

Un compuesto tiene la fórmula molecular $\mathrm{C_4H_{10}O}$.

1. a) Dibuja las fórmulas semidesarrolladas de al menos cuatro isómeros diferentes y clasifícalos como alcoholes o éteres.
2. b) Identifica entre ellos una pareja de isómeros de posición, una pareja de isómeros de cadena y una pareja de isómeros de función.
3. c) Explica por qué los isómeros de función pueden tener propiedades químicas muy distintas aunque compartan la fórmula molecular.