El butano reacciona con el cloro para formar dos isómeros de clorobutano. ¿Por qué los átomos de cloro en ambos clorobutanos no están conectados al primer átomo de carbono (uno está conectado al primer C y el otro al segundo C del segundo clorobutano)?

Hay dos partes en la explicación. Este es un proceso de radicales libres y para predecir qué productos se formarán y cuáles predominarán, es necesario tener en cuenta la relativa estabilidad de los radicales. En general, para alcanos simples, los radicales terciarios son más estables que los secundarios y estos son más estables que los primarios. Para el n-butano hay solo dos tipos de carbonos (CH3 y CH2) y estos producirán radicales primarios y secundarios, respectivamente. Como los secundarios son más estables que los primarios, la predicción es que obtendrá más 2-clorobutano que 1-clorobutano. La predicción se confirma en la realidad y la proporción observada es 22:78 1-clorobutano: 2-clorobutano.

Pero, tan pronto como se forman los productos clorados, estos podrían ser clorados nuevamente. Si esto sucede, ¿por qué no obtener la bis-cloración del mismo carbono (por ejemplo, 1,1-dicloro o 2,2-dicloro). La razón es que, una vez que el carbono está clorado, la reactividad del carbono hacia la cloración disminuye a medida que el átomo de cloro es electronegativo y reduce la estabilidad del radical intermedio en relación con el mismo carbono antes de la cloración. Esto se puede ver considerando la distribución de productos de 1-clorobutano, que se muestra a continuación.

Como se puede ver el de los productos bis-clorados, el que tiene ambos cloro en la misma forma de carbono en la menor medida. El efecto se extiende al carbono adyacente a medida que el 1,2-diclorbutano se forma en menor medida que el 1,3-diclorbutano, aunque ambos se formarían a través de radicales secundarios. La comparación del 1,1-dicloro con el 1,4-dicloro indica que la cloración de un carbono disminuye la reactividad del carbono en un factor de 2.2.

No está muy claro qué es exactamente lo que está preguntando.

Hay dos isómeros de la cloración del butano ‘lineal’ , es decir

  • 1-clorobutano y
  • 2-clorobutano

y hay dos isómeros más de la cloración de isobutano (IUPAC 2-metilpropano), es decir

  • 1-cloro-2-metilpropano y
  • 2-cloro-2-metilpropano

Estos 4 son todos los isómeros posibles de clorobutano. Espero que entre ellos encuentres la respuesta a tu pregunta.

Debido a la repulsión del par solitario-par solitario y la inestabilidad de resonancia si ambos enlaces -Cl con C1

Si -Cl está en C1 y C2 de butano, hay más no. de electrones que se deslocalizan entre C1: C2 y una estructura de resonancia más estable es posible. Y más la estabilidad de resonancia, más estable es la estructura (Regla básica de química orgánica general). Entonces -Cl elige C1: C2 u otros adyacentes y no solo C1

También forma un hermoso isómero de configuración cis / trans en lugar de una estructura de cadena lineal

Aquí creo que la pregunta se refiere al clorobutano monosustituido, por lo que solo hay 2 isómeros de clorobutano: 1-clorobutano y 2-clorobutano. El producto que sugirió es un producto disustituido y puede ser un producto de la reacción entre el butano y el cloro, pero tal vez no sea lo que busca la pregunta.