Номер 6, страница 37 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

6. Какое число атомов водорода — чётное или нечётное — может содержаться в составе молекул алканов и почему?

Решение

Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к общей формуле гомологического ряда алканов. Алканы — это насыщенные углеводороды, которые соответствуют общей формуле $C_nH_{2n+2}$, где $n$ — это количество атомов углерода, являющееся натуральным числом ($n \ge 1$).

Число атомов водорода в молекуле любого алкана определяется выражением $2n+2$. Проанализируем это выражение, чтобы понять его чётность.

1. Первое слагаемое в выражении — это $2n$. Поскольку $n$ — это целое число (количество атомов углерода), то произведение $2n$ всегда будет чётным числом. Любое целое число при умножении на 2 даёт чётный результат.
2. Второе слагаемое — это число 2, которое также является чётным.
3. Сумма двух чётных чисел ($2n$ и $2$) всегда является чётным числом.

Следовательно, какое бы натуральное значение ни принимало $n$, количество атомов водорода в молекуле алкана всегда будет чётным числом.

Рассмотрим на примерах:

• Метан ($n=1$): $C_1H_{2 \cdot 1 + 2} = CH_4$. 4 атома водорода (чётное).
• Этан ($n=2$): $C_2H_{2 \cdot 2 + 2} = C_2H_6$. 6 атомов водорода (чётное).
• Пропан ($n=3$): $C_3H_{2 \cdot 3 + 2} = C_3H_8$. 8 атомов водорода (чётное).
• Бутан ($n=4$): $C_4H_{2 \cdot 4 + 2} = C_4H_{10}$. 10 атомов водорода (чётное).

Таким образом, из-за строения и общей формулы алканов, количество атомов водорода в их молекулах не может быть нечётным.

Ответ: В составе молекул алканов может содержаться только чётное число атомов водорода. Это следует из их общей формулы $C_nH_{2n+2}$, согласно которой количество атомов водорода равно $2n+2$. Данное выражение всегда даёт чётное число, так как является суммой двух чётных чисел ($2n$ и $2$) при любом натуральном $n$.