Номер 3, страница 36 - гдз по химии 10 класс тетрадь для практических работ Матулис, Матулис

Решение

Изомеры н-пентана и их шаростержневые модели

Молекулярная формула н-пентана – $C_5H_{12}$. Существуют три структурных изомера с этой молекулярной формулой:

1. н-пентан (пентан)

2. изопентан (2-метилбутан)

3. неопентан (2,2-диметилпропан)

Шаростержневые модели этих молекул будут отличаться по расположению атомов углерода:

н-пентан: Модель будет представлять собой линейную цепь из пяти атомов углерода. Каждый атом углерода, кроме концевых, соединен с двумя другими атомами углерода и соответствующим числом атомов водорода (по два). Концевые атомы углерода соединены с одним атомом углерода и тремя атомами водорода. Цепь может быть зигзагообразной из-за тетраэдрической геометрии связей углерода, но основная углеродная цепь является неразветвленной.

изопентан: Модель будет иметь разветвленную цепь из четырех атомов углерода (бутан), к которой ко второму атому углерода (считая от любого конца) присоединена метильная группа ($CH_3$). То есть, четыре атома углерода образуют основную цепь, а пятый атом углерода отходит от второго атома этой цепи.

неопентан: Модель будет иметь центральный атом углерода, связанный с четырьмя другими атомами углерода. Это наиболее компактная и симметричная структура. Основная цепь состоит всего из трех атомов углерода (пропан), а к центральному атому углерода присоединены две метильные группы ($CH_3$).

Ответ: Перечислены изомеры и описаны их шаростержневые модели.

Возможность получения изомеров вращением связей

Нет, шаростержневые модели изомеров н-пентана (изопентана и неопентана) нельзя получить из модели н-пентана путем простого вращения вокруг связей углерод–углерод.

Вращение вокруг одинарных связей углерод–углерод приводит к образованию различных конформаций одной и той же молекулы (например, н-пентана), но не к образованию структурных изомеров. Структурные изомеры отличаются порядком соединения атомов, то есть имеют разное химическое строение. Для превращения одного структурного изомера в другой требуется разрыв и образование новых химических связей, что является химической реакцией, а не просто физическим изменением пространственного расположения атомов путем вращения.

Ответ: Невозможно получить изомеры вращением вокруг связей C-C.

Структурные формулы изомеров

Ниже приведены структурные формулы изомеров $C_5H_{12}$:

1. н-пентан (пентан):

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2. изопентан (2-метилбутан):

$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$

или

$CH_3$

|

$CH_3-CH-CH_2-CH_3$

3. неопентан (2,2-диметилпропан):

$CH_3-C(CH_3)_2-CH_3$

или

$CH_3$

|

$CH_3-C-CH_3$

|

$CH_3$

Ответ: Приведены структурные формулы н-пентана, изопентана и неопентана.