Номер 4, страница 72 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Сколько $\sigma$-связей в молекуле этана? Имеются ли $\pi$-связи в молекуле этана или других алканов?

Сколько σ-связей в молекуле этана?

Решение:
Этан ($C_2H_6$) — это насыщенный углеводород (алкан), структурная формула которого $CH_3-CH_3$. В молекулах насыщенных углеводородов все связи являются одинарными. Каждая одинарная ковалентная связь представляет собой σ-связь (сигма-связь), которая образуется при осевом перекрывании атомных орбиталей.

Чтобы определить количество σ-связей в молекуле этана, необходимо посчитать все связи между атомами. В молекуле существует одна связь между двумя атомами углерода (C-C) и шесть связей углерод-водород (C-H), по три у каждого атома углерода.
Таким образом, общее количество σ-связей в молекуле этана равно сумме связей C-C и C-H:
$1 \text{ (C-C)} + 6 \text{ (C-H)} = 7$ σ-связей.

Также можно использовать общую формулу для расчета количества σ-связей в ациклических алканах ($C_nH_{2n+2}$): число σ-связей = $3n+1$. Для этана $n=2$, следовательно, число σ-связей = $3 \times 2 + 1 = 7$.

Ответ: в молекуле этана 7 σ-связей.

Имеются ли π-связи в молекуле этана или других алканов?

Решение:
π-связи (пи-связи) образуются при боковом перекрывании p-орбиталей и являются составной частью кратных (двойных и тройных) связей. Двойная связь состоит из одной σ- и одной π-связи, а тройная — из одной σ- и двух π-связей.

Алканы, по определению, являются насыщенными (или предельными) углеводородами. Это означает, что в их молекулах атомы углерода соединены между собой только одинарными связями, и все остальные валентности насыщены атомами водорода. Поскольку в молекулах алканов, включая этан, отсутствуют кратные (двойные или тройные) связи, в них не могут образовываться π-связи.

Ответ: нет, в молекуле этана и других алканов π-связи отсутствуют.