Номер 4, страница 42 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Укажите, сколько различных веществ обозначено следующими структурными формулами:

$\mathrm{CH_3}\text{—}\mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_3}$

$\mathrm{CH_3}\text{—}\mathrm{CH}\text{—}\mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_3}\\ \hspace{1.9em}|\\[0.5em] \hspace{1.9em}\mathrm{CH_3}$

$\hspace{0.5em}\mathrm{CH_3}\\ \hspace{0.5em}|\\[0.5em] \mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_2}\\ \hspace{4.2em}|\\[0.5em] \hspace{4.2em}\mathrm{CH_3}$

$\mathrm{CH_3}\text{—}\mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_3}$

$\hspace{0.5em}\mathrm{CH_3}\\ \hspace{0.5em}|\\[0.5em] \mathrm{CH_2}\text{—}\mathrm{CH_2}\\ \hspace{2.5em}|\\[0.5em] \hspace{2.5em}\mathrm{CH_3}$

$\hspace{1.9em}\mathrm{CH_3}\\ \hspace{1.9em}|\\[0.5em] \mathrm{CH_3}\text{—}\mathrm{CH}\text{—}\mathrm{CH_3}$

Решение

Чтобы определить, сколько различных веществ представлено, необходимо проанализировать каждую структурную формулу и дать соответствующему соединению название по международной номенклатуре ИЮПАК. Вещества с одинаковыми названиями являются одним и тем же веществом, даже если их структурные формулы изображены по-разному, так как свободное вращение вокруг одинарных связей не приводит к образованию нового вещества (изомера).

1. Первая формула: $\text{CH}_3—\text{CH}_2—\text{CH}_2—\text{CH}_2—\text{CH}_3$.
Это алкан неразветвленного строения. Самая длинная углеродная цепь содержит 5 атомов углерода. Соответствующий алкан называется пентан.

2. Вторая формула: $\text{CH}_3—\text{CH}(\text{CH}_3)—\text{CH}_2—\text{CH}_3$.
Это алкан разветвленного строения. Самая длинная углеродная цепь содержит 4 атома углерода (основа — бутан). Нумерацию цепи начинаем с конца, ближе к которому находится разветвление (метильная группа $\text{—CH}_3$). В данном случае, нумерация слева направо: $\overset{1}{\text{C}}\text{H}_3—\overset{2}{\text{C}}\text{H}(\text{CH}_3)—\overset{3}{\text{C}}\text{H}_2—\overset{4}{\text{C}}\text{H}_3$. Метильная группа находится у второго атома углерода. Название вещества — 2-метилбутан.

3. Третья формула представляет собой графическое изображение той же молекулы, что и в первом пункте, но в изогнутой конформации. Если "выпрямить" цепь, мы получим последовательность атомов $\text{CH}_3—\text{CH}_2—\text{CH}_2—\text{CH}_2—\text{CH}_3$. Следовательно, это тоже пентан.

4. Четвертая формула: $\text{CH}_3—\text{CH}_2—\text{CH}_2—\text{CH}_3$.
Это алкан неразветвленного строения. Самая длинная углеродная цепь содержит 4 атома углерода. Название вещества — бутан.

5. Пятая формула, как и третья, является лишь иным графическим представлением молекулы. Если проследить непрерывную цепь атомов углерода, мы получим структуру $\text{CH}_3—\text{CH}_2—\text{CH}_2—\text{CH}_3$. Это то же вещество, что и в четвертом пункте. Следовательно, это бутан.

6. Шестая формула: $\text{CH}_3—\text{CH}(\text{CH}_3)—\text{CH}_3$.
Это алкан разветвленного строения. Самая длинная углеродная цепь содержит 3 атома углерода (основа — пропан). Метильная группа $\text{—CH}_3$ находится у второго (центрального) атома углерода. Название вещества — 2-метилпропан.

Таким образом, проанализировав все формулы, мы получили следующие уникальные вещества:

• Пентан (формулы 1 и 3)
• 2-метилбутан (формула 2)
• Бутан (формулы 4 и 5)
• 2-метилпропан (формула 6)

Всего представлено 4 различных вещества.

Ответ: 4.