Ejercicios: Clasificación de los hidrocarburos: alcanos, alquenos, alquinos y aromáticos

Un hidrocarburo es un compuesto formado únicamente por dos elementos. Indica cuáles son esos elementos y menciona cuál es el tipo de enlace carbono-carbono que caracteriza a los alcanos, a los alquenos y a los alquinos.

Clasifica cada una de las siguientes fórmulas como alcano, alqueno o alquino, según su fórmula general: $\mathrm{C_4H_{10}}$, $\mathrm{C_5H_{10}}$, $\mathrm{C_3H_4}$ y $\mathrm{C_2H_6}$. Escribe también la fórmula general que usaste para cada serie.

El gas doméstico que se vende en cilindros en muchos hogares ecuatorianos está formado principalmente por propano y butano. Escribe la fórmula molecular de cada uno de estos dos hidrocarburos e indica a qué serie pertenecen.

El eteno (etileno) se usa para acelerar la maduración de frutas como el banano, uno de los productos de exportación del Ecuador. Escribe su fórmula molecular y su fórmula semidesarrollada, y explica por qué se le clasifica como hidrocarburo insaturado, mientras que el etano es saturado.

El acetileno se emplea en los sopletes de soldadura de los talleres metalmecánicos. Su fórmula molecular es $\mathrm{C_2H_2}$. Responde:

1. a) ¿A qué serie de hidrocarburos pertenece y qué nombre IUPAC recibe?
2. b) ¿Cuál es la fórmula general de esa serie?
3. c) ¿Cuántos hidrógenos tendría el miembro de esa serie con 5 átomos de carbono?

Belén recibe cuatro muestras identificadas solo por su fórmula molecular: $\mathrm{C_6H_{14}}$, $\mathrm{C_6H_{12}}$, $\mathrm{C_6H_{10}}$ y $\mathrm{C_6H_6}$. Usando la fórmula general de cada serie, indica cuáles pueden ser alcano, alqueno o alquino de cadena abierta, y cuál no encaja en ninguna de esas series. Justifica tu respuesta con el número de hidrógenos esperado para 6 carbonos en cada caso.

El benceno, $\mathrm{C_6H_6}$, se representa con un anillo de seis carbonos y tres dobles enlaces alternados, pero experimentalmente todos sus enlaces carbono-carbono tienen la misma longitud, intermedia entre la de un enlace simple y la de uno doble. Explica este hecho con los conceptos de hibridación $sp^2$, deslocalización de los electrones $\pi$ y resonancia. Luego compara el benceno con el ciclohexeno, $\mathrm{C_6H_{10}}$, y argumenta por qué el benceno es mucho menos reactivo frente a la adición que un alqueno típico.

El kerosene que se usa en algunos hornillos y lámparas es una mezcla de hidrocarburos de cadena larga, con entre 10 y 16 carbonos aproximadamente. Un estudiante analiza una muestra pura de uno de ellos y determina que su fórmula molecular es $\mathrm{C_{12}H_{26}}$.

1. a) Clasifica el compuesto y justifica con la fórmula general.
2. b) Calcula cuántos enlaces C-C y cuántos enlaces C-H tiene una molécula de cadena abierta con esa fórmula.
3. c) Explica cuál sería la fórmula de un hidrocarburo de 12 carbonos con un solo doble enlace y por qué difiere de la anterior.