um estudante de química está investigando as propriedades de

Vamos analisar as afirmações sobre o butano e o isobutano (ou metilpropano), ambos compostos com a fórmula molecular C4H10:

a) O butano é menos estável que o isobutano, pois sua estrutura linear facilita a compactação das moléculas.
- Isso é incorreto. A estabilidade química de uma molécula não está relacionada à sua compactação, mas sim a fatores como energias de ligação e tensões internas. Em geral, cadeias ramificadas como o isobutano são energeticamente mais estáveis do que cadeias lineares como o butano devido a menores tensões internas, mas isso não afeta a "compactação" das moléculas.

b) Ambos os compostos possuem as mesmas propriedades físicas, como ponto de ebulição e densidade.
- Incorreto. Propriedades físicas como ponto de ebulição e densidade diferem entre isômeros por conta da forma e das forças intermoleculares. Isômeros com cadeias lineares tendem a ter pontos de ebulição mais altos que os de cadeias ramificadas devido a forças de van der Waals mais efetivas nas cadeias lineares.

c) O isobutano apresenta ponto de ebulição mais baixo que o butano devido à sua estrutura ramificada.
- Correto. Estruturas ramificadas, como o isobutano, possuem menor área de superfície de contato entre suas moléculas comparadas a estruturas lineares, diminuindo as forças de atração intermoleculares (forças de van der Waals). Isso resulta em um ponto de ebulição mais baixo para o isobutano em relação ao butano.

d) O butano é um gás à temperatura ambiente, enquanto o isobutano é um líquido.
- Incorreto. Tanto o butano quanto o isobutano são gases à temperatura ambiente (aproximadamente 25 °C). Seus pontos de ebulição são bem abaixo da temperatura ambiente, com o butano ebuliendo por volta de -0,5 °C e o isobutano em cerca de -11,7 °C.

e) O número de isômeros possíveis para a fórmula C4H10 é igual a 1.
- Incorreto. Existem dois isômeros estruturais para a fórmula C4H10: o butano (cadeia linear) e o isobutano (ou metilpropano, que possui uma estrutura ramificada).

Com base na análise, a alternativa correta é a c).