¿Por qué los alcanos en una serie homóloga tienen propiedades químicas similares? ¿Y por qué los alcanos isoméricos tienen diferentes propiedades químicas?

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Los alcanos en una serie homóloga tienen propiedades químicas similares porque las moléculas tienen el mismo tipo de enlaces en la misma matriz. Si la única diferencia entre las moléculas es la longitud de la cadena, entonces esa es la única diferencia que puede tener un efecto en la química. Por lo tanto, los diversos compuestos diferirán en el punto de ebullición, y eventualmente diferirán en su temperatura de fragmentación de la pirólisis porque hay más enlaces y de los efectos mecánicos de la inercia vibracional.

¿Quién dice que los alcanos isoméricos tienen diferentes propiedades químicas? En este caso, la única diferencia es la forma, por lo que las propiedades químicas serán las mismas, a menos que la forma sea importante. Si estás pensando en reacciones de radicales libres, la forma se vuelve importante porque las fortalezas de los enlaces dependen en cierta medida del entorno mayor. Consideremos así un átomo de hidrógeno terciario. Si se rompe el enlace con el átomo de carbono, entonces se libera (al menos parcialmente) la tensión estérica de las interacciones entre los otros tres grupos C – C y esta liberación se realiza parcialmente en el estado de transición. La velocidad de una reacción depende fundamentalmente de la energía requerida para alcanzar el estado de transición, por lo que un pequeño cambio aquí puede tener efectos bastante dramáticos. Esta velocidad de reacción también será asistida por cambios más amigables en la energía de punto cero, pero esto es un poco más difícil de ver.

En resumen, las reacciones químicas de los mismos enlaces son las mismas, a menos que haya diferencias sutiles en el entorno. En general, la velocidad de una reacción depende de lo que se requiere para alcanzar el estado de transición, y el mismo enlace debe requerir la misma energía a menos que exista alguna contribución de energía extraña, como la liberación de tensión estérica, o un cambio en cero energía puntual.