Номер 2, страница 25 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2. Учитывая, что валентность водорода и хлора равна единице, углерода — четырём, а кислорода — двум, напишите структурные формулы молекул: $CCl_4$, $CO_2$, $CH_3Cl$, $C_2H_6$, $C_2H_4$, $C_2H_2$, $C_2H_5Cl$.

Для построения структурных формул необходимо соблюдать валентности атомов, указанные в условии: валентность водорода (H) и хлора (Cl) равна I, кислорода (O) — II, а углерода (C) — IV. Это означает, что от каждого атома водорода и хлора в структурной формуле должна отходить одна черта (связь), от атома кислорода — две, а от атома углерода — четыре.

CCl₄

Молекула тетрахлорметана (четыреххлористого углерода) состоит из одного атома углерода и четырех атомов хлора. Атом углерода (валентность IV) является центральным и образует четыре одинарные связи. Каждый из четырех атомов хлора (валентность I) образует по одной одинарной связи с атомом углерода.

Структурная формула:

$ \begin{matrix} & \text{Cl} & \\ & | & \\ \text{Cl} & - \text{C} - & \text{Cl} \\ & | & \\ & \text{Cl} & \end{matrix} $

Ответ: $ \begin{matrix} & \text{Cl} & \\ & | & \\ \text{Cl} & - \text{C} - & \text{Cl} \\ & | & \\ & \text{Cl} & \end{matrix} $

CO₂

Молекула диоксида углерода (углекислого газа) состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода. Чтобы удовлетворить валентность углерода (IV) и каждого из двух атомов кислорода (II), атом углерода образует по одной двойной связи с каждым атомом кислорода. Таким образом, у углерода $2+2=4$ связи, а у каждого кислорода по 2 связи.

Структурная формула:

$ \text{O}=\text{C}=\text{O} $

Ответ: $ \text{O}=\text{C}=\text{O} $

CH₃Cl

Молекула хлорметана состоит из одного атома углерода, трех атомов водорода и одного атома хлора. Центральный атом углерода (валентность IV) образует четыре одинарные связи: три связи с атомами водорода (валентность I) и одну связь с атомом хлора (валентность I).

Структурная формула:

$ \begin{matrix} & \text{H} & \\ & | & \\ \text{H} & - \text{C} - & \text{Cl} \\ & | & \\ & \text{H} & \end{matrix} $

Ответ: $ \begin{matrix} & \text{H} & \\ & | & \\ \text{H} & - \text{C} - & \text{Cl} \\ & | & \\ & \text{H} & \end{matrix} $

C₂H₆

Молекула этана состоит из двух атомов углерода и шести атомов водорода. Сначала атомы углерода соединяются друг с другом одинарной связью. У каждого атома углерода остается по три свободных валентности. Эти валентности насыщаются шестью атомами водорода (по три на каждый атом углерода).

Структурная формула:

$ \begin{matrix} & \text{H} & & \text{H} \\ & | & & | \\ \text{H} & - \text{C} - & \text{C} - & \text{H} \\ & | & & | \\ & \text{H} & & \text{H} \end{matrix} $

Ответ: $ \begin{matrix} & \text{H} & & \text{H} \\ & | & & | \\ \text{H} & - \text{C} - & \text{C} - & \text{H} \\ & | & & | \\ & \text{H} & & \text{H} \end{matrix} $

C₂H₄

Молекула этена (этилена) состоит из двух атомов углерода и четырех атомов водорода. Чтобы каждый атом углерода был четырехвалентным, а каждый атом водорода — одновалентным, между атомами углерода должна быть двойная связь. Каждый атом углерода также связан с двумя атомами водорода.

Структурная формула:

$ \begin{matrix} \text{H} & & \text{H} \\ \diagup & & \diagdown \\ & \text{C} = \text{C} & \\ \diagdown & & \diagup \\ \text{H} & & \text{H} \end{matrix} $ или в упрощенном виде: $ \begin{matrix} & \text{H} & & \text{H} \\ & | & & | \\ & \text{C} & = & \text{C} \\ & | & & | \\ & \text{H} & & \text{H} \end{matrix} $

Ответ: $ \begin{matrix} & \text{H} & & \text{H} \\ & | & & | \\ & \text{C} & = & \text{C} \\ & | & & | \\ & \text{H} & & \text{H} \end{matrix} $

C₂H₂

Молекула этина (ацетилена) состоит из двух атомов углерода и двух атомов водорода. Для соблюдения валентностей между атомами углерода образуется тройная связь. Каждый атом углерода связан с одним атомом водорода. Таким образом, каждый атом углерода имеет $3+1=4$ связи.

Структурная формула:

$ \text{H} - \text{C} \equiv \text{C} - \text{H} $

Ответ: $ \text{H} - \text{C} \equiv \text{C} - \text{H} $

C₂H₅Cl

Молекула хлорэтана является производным этана, где один атом водорода замещен на атом хлора. Атомы углерода связаны одинарной связью. Один атом углерода связан с тремя атомами водорода, а другой — с двумя атомами водорода и одним атомом хлора.

Структурная формула:

$ \begin{matrix} & \text{H} & & \text{H} \\ & | & & | \\ \text{H} & - \text{C} - & \text{C} - & \text{Cl} \\ & | & & | \\ & \text{H} & & \text{H} \end{matrix} $

Ответ: $ \begin{matrix} & \text{H} & & \text{H} \\ & | & & | \\ \text{H} & - \text{C} - & \text{C} - & \text{Cl} \\ & | & & | \\ & \text{H} & & \text{H} \end{matrix} $