Номер 1, страница 186 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

1. Укажите шаростержневую модель пропановой кислоты:

Напишите структурные формулы одноосновных карбоновых кислот состава $C_5H_{10}O_2$ и назовите их по систематической номенклатуре.

1. Укажите шаростержневую модель пропановой кислоты:

Пропановая кислота (также известная как пропионовая кислота) — это одноосновная карбоновая кислота, имеющая химическую формулу $C_3H_6O_2$ и структурную формулу $\text{CH}_3\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{COOH}$. Для определения соответствующей шаростержневой модели необходимо проанализировать состав и структуру каждой из них. В моделях атомы углерода (C) изображены серыми шариками, водорода (H) — белыми, а кислорода (O) — красными.

Проанализируем предложенные варианты:

а – Модель соответствует формуле $C_4H_{10}O$. На ней изображены 4 атома углерода, 10 атомов водорода и 1 атом кислорода. Это структура простого эфира — диэтилового эфира ($\text{CH}_3\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{O}\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{CH}_3$). Данная модель не является пропановой кислотой.

б – Модель соответствует формуле $C_2H_4O_2$. На ней изображены 2 атома углерода, 4 атома водорода и 2 атома кислорода. Это структура этановой (уксусной) кислоты ($\text{CH}_3\text{-}\text{COOH}$). Данная модель не является пропановой кислотой.

в – Модель соответствует формуле $C_3H_6O_2$. На ней изображены 3 атома углерода, 6 атомов водорода и 2 атома кислорода. Структура молекулы представляет собой этильный радикал ($\text{CH}_3\text{-}\text{CH}_2\text{-}$), соединенный с карбоксильной группой ($\text{-COOH}$). Это в точности соответствует строению пропановой кислоты.

г – Модель соответствует формуле $C_3H_4O_2$. На ней изображены 3 атома углерода, 4 атома водорода и 2 атома кислорода. В углеродной цепи присутствует двойная связь C=C, что указывает на ненасыщенный характер кислоты. Это структура пропеновой (акриловой) кислоты ($\text{CH}_2\text{=}\text{CH}\text{-}\text{COOH}$). Данная модель не является пропановой кислотой.

Ответ: в.

Напишите структурные формулы одноосновных карбоновых кислот состава C₅H₁₀O₂ и назовите их по систематической номенклатуре.

Общая формула предельных (насыщенных) одноосновных карбоновых кислот — $C_nH_{2n}O_2$. Представленная формула $C_5H_{10}O_2$ удовлетворяет этой общей формуле при $n=5$. Это значит, что все изомерные кислоты будут содержать одну карбоксильную группу $\text{-COOH}$ и насыщенный углеводородный радикал. Изомеры будут отличаться строением углеродного скелета.

Существует 4 структурных изомера одноосновных карбоновых кислот состава $C_5H_{10}O_2$:

1. Пентановая кислота (тривиальное название: валериановая кислота)
Имеет неразветвленную углеродную цепь из пяти атомов углерода.
Структурная формула: $\text{CH}_3\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{COOH}$

2. 2-Метилбутановая кислота
Основная цепь состоит из четырех атомов углерода (бутановая кислота), а у второго атома углерода (считая от карбоксильной группы) находится метильный заместитель ($\text{-CH}_3$).
Структурная формула: $\text{CH}_3\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{CH}(\text{CH}_3)\text{-}\text{COOH}$

3. 3-Метилбутановая кислота (тривиальное название: изовалериановая кислота)
Основная цепь состоит из четырех атомов углерода, а метильный заместитель находится у третьего атома углерода.
Структурная формула: $(\text{CH}_3)_2\text{CH}\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{COOH}$

4. 2,2-Диметилпропановая кислота (тривиальное название: пивалиновая кислота)
Основная цепь состоит из трех атомов углерода (пропановая кислота), а у второго атома углерода находятся два метильных заместителя.
Структурная формула: $(\text{CH}_3)_3\text{C}\text{-}\text{COOH}$

Ответ:

1. Пентановая кислота: $\text{CH}_3\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{COOH}$

2. 2-Метилбутановая кислота: $\text{CH}_3\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{CH}(\text{CH}_3)\text{-}\text{COOH}$

3. 3-Метилбутановая кислота: $(\text{CH}_3)_2\text{CH}\text{-}\text{CH}_2\text{-}\text{COOH}$

4. 2,2-Диметилпропановая кислота: $(\text{CH}_3)_3\text{C}\text{-}\text{COOH}$