¿Por qué el etano tiene una mayor superficie que el metano? ¿Se debe a un aumento en los átomos de carbono o en los átomos de carbono e hidrógeno?

Depende de lo que entiendas por área de superficie. La respuesta corta es sí, aquí está la respuesta larga y la explicación:

En cuanto a la geometría, cuanto más esférico es el objeto, más área de superficie en relación con su volumen tiene. Es un ejemplo de cálculo realmente interesante. A medida que crece el radio, el volumen crece como una función en cubos del radio, mientras que el área de superficie crece como una función cuadrada del radio.

Área de superficie (esfera) = 4 * pi * r ^ 2

Volumen (esfera) = (4/3) * pi * r ^ 3

** Dato curioso: es por eso que las células son pequeñas, tienen grandes áreas de superficie en proporción al volumen para absorber nutrientes **

Por átomo de carbono, hay mucha más superficie en metano que etano. Si tenía una naranja que de repente cortó por la mitad, ahora tiene muchas ‘tripas’ de naranja expuestas que antes no contribuían a la superficie de la cáscara. Del mismo modo, si corta el etano por la mitad, ahora tendría 2 metanos que tienen más área de superficie. Cuanto más pequeñas son las piezas, más superficie tiene. Moler una tableta crea mucha más superficie que la forma de píldora. Piénsalo: si envuelves papel alrededor de una píldora para medir el área de la superficie, obtendrás un pequeño número. Si muele la píldora en mil millones de pedazos, podría cubrir fácilmente un papel mucho más grande con el polvo de la píldora.

Debido a que la molécula no es polar, la repulsión ocurre en las superficies del hidrógeno, lo que le da a la molécula un punto de ebullición bajo en STP.

El etano tiene más área de superficie que rozará contra otras moléculas de etano a la inversa. Cuanto más larga sea la cadena de carbono, más se “rozarán” las moléculas una contra la otra, y se “pegarán” si lo desea. Me gusta pensar que es como cangrejos en un barril; los cangrejos agarran a otros cangrejos cuando escapan cerca de un barril. Así es como las moléculas se comportan en un sentido muy general. Cuanto más larga es la cadena de carbono, más ‘pegajosa’ se vuelve; propano, butano, pentano, etc. hasta octano (petróleo común o gasolina) tienen puntos de ebullición cada vez más bajos. Las cadenas de carbono más largas eventualmente se vuelven sólidas, como la mantequilla de maní, el crisco o la vela.

Imagina que tienes un cilindro de longitud xy radio y. Cuando tienes un hidrocarburo, todo lo que le está sucediendo a la cadena al agregar otro carbono y 2 o 3 hidrógenos al final es que estás aumentando la longitud a 2x, sin embargo, permanece igual.

Entonces, para responder, se debe principalmente a la adición de carbonos en el extremo o al hidrocarburo que aumenta el área de superficie y los otros hidrógenos simplemente mantienen el ancho.