Номер 4, страница 53 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Напишите структурные формулы следующих углеводородов:

а) 2,4-диметилгептан;

б) 3,3-диэтилгексан;

в) 2,3,3,4-тетраметил-4,5-диэтилоктан.

а) 2,4-диметилгептан

Для построения структурной формулы данного углеводорода необходимо выполнить следующие шаги:

1. Определить главную углеродную цепь. В названии "2,4-диметилгептан" корень "гепт" и суффикс "ан" указывают на алкан с семью атомами углерода в основной цепи (гептан). Изобразим скелет из 7 атомов углерода:
   $C-C-C-C-C-C-C$
2. Пронумеровать атомы углерода в главной цепи. Нумерацию можно начинать с любого конца, например, слева направо:
   $^1C-^2C-^3C-^4C-^5C-^6C-^7C$
3. Разместить заместители в соответствии с их положением (локантами) в названии. Название "2,4-диметил" говорит о наличии двух (приставка "ди") метильных групп ($-CH_3$). Одна группа находится у второго атома углерода, а вторая — у четвертого.
   $\mathrm{\overset{\large CH_3}{\overset{|}{\phantom{C}}H_3-C-CH_2-\underset{\large CH_3}{\underset{|}{\phantom{C}}}C-CH_2-CH_2-CH_3}}$
4. Дополнить структурную формулу атомами водорода так, чтобы валентность каждого атома углерода была равна четырем.

В результате получаем следующую структурную формулу:
$\mathrm{CH_3 - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - CH_2 - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - CH_2 - CH_2 - CH_3}$

Ответ: $\mathrm{CH_3 - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - CH_2 - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - CH_2 - CH_2 - CH_3}$

б) 3,3-диэтилгексан

Построение формулы аналогично предыдущему пункту:

1. Основная цепь — "гексан", что означает 6 атомов углерода.
   $C-C-C-C-C-C$
2. Нумеруем цепь:
   $^1C-^2C-^3C-^4C-^5C-^6C$
3. Заместители — "3,3-диэтил". Это означает две (приставка "ди") этильные группы ($-CH_2-CH_3$ или $-C_2H_5$), обе присоединены к третьему атому углерода.
   $\mathrm{CH_3-CH_2-\underset{\large C_2H_5}{\underset{|}{\overset{\large C_2H_5}{\overset{|}{\phantom{C}}}}C}-CH_2-CH_2-CH_3}$
4. Добавляем атомы водорода до валентности четыре для каждого атома углерода.

Проверка правильности названия: самая длинная цепь в получившейся молекуле действительно содержит 6 атомов углерода (несколько вариантов выбора цепи приводят к одинаковому названию), так что "гексан" — верная основа.

Итоговая структурная формула:
$\mathrm{CH_3 - CH_2 - \underset{\large CH_2CH_3}{\underset{|}{\overset{\large CH_2CH_3}{\overset{|}{\large C}}}} - CH_2 - CH_2 - CH_3}$

Ответ: $\mathrm{CH_3 - CH_2 - \underset{\large CH_2CH_3}{\underset{|}{\overset{\large CH_2CH_3}{\overset{|}{\large C}}}} - CH_2 - CH_2 - CH_3}$

в) 2,3,3,4-тетраметил-4,5-диэтилоктан

Действуем по тому же алгоритму:

1. Основная цепь — "октан", то есть 8 атомов углерода.
   $C-C-C-C-C-C-C-C$
2. Нумеруем цепь:
   $^1C-^2C-^3C-^4C-^5C-^6C-^7C-^8C$
3. Размещаем заместители:
   • "2,3,3,4-тетраметил": четыре (тетра) метильные группы ($-CH_3$) у атомов C2, C3 (две группы) и C4.
   • "4,5-диэтил": две (ди) этильные группы ($-C_2H_5$) у атомов C4 и C5.
4. Добавляем атомы водорода, чтобы у каждого атома углерода было по четыре связи.

Проверка названия: самая длинная углеродная цепь в полученной структуре содержит 8 атомов, а выбранная нумерация (слева направо) дает наименьшие возможные номера для заместителей {2, 3, 3, 4, 4, 5}. Следовательно, название корректно описывает структуру (хотя по современным правилам ИЮПАК заместители должны перечисляться в алфавитном порядке: "диэтил" перед "тетраметил").

Полученная структурная формула является достаточно разветвленной:
$\mathrm{CH_3 - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\overset{\large CH_3}{\overset{|}{\large C}}}} - \underset{\large CH_2CH_3}{\underset{|}{\overset{\large CH_3}{\overset{|}{\large C}}}} - \underset{\large CH_2CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - CH_2 - CH_2 - CH_3}$

Ответ: $\mathrm{CH_3 - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - \underset{\large CH_3}{\underset{|}{\overset{\large CH_3}{\overset{|}{\large C}}}} - \underset{\large CH_2CH_3}{\underset{|}{\overset{\large CH_3}{\overset{|}{\large C}}}} - \underset{\large CH_2CH_3}{\underset{|}{\large C}H} - CH_2 - CH_2 - CH_3}$