Номер 186, страница 53 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

186. *Напишите структурные формулы метилциклопропана, 1,2-диметилциклобутана, метилциклопентана, 1-метил-1-этилциклогексана. Найдите среди приведенных веществ изомеры.

Для того чтобы найти изомеры среди предложенных веществ, необходимо сначала написать их структурные формулы и определить молекулярную (брутто) формулу для каждого из них. Изомеры — это вещества с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением.

Структурные формулы и определение молекулярных формул

Метилциклопропан
В основе лежит трехчленный цикл (циклопропан), к одному из атомов углерода которого присоединена метильная группа ($ -CH_3 $).
Структурная формула:

CH₂ / \CH₂--CH-CH₃ Молекулярная формула: основа циклопропана $C_3H_6$, замещаем один атом $H$ на группу $CH_3$. Формула $C_3H_5-CH_3$, что соответствует $C_4H_8$.

1,2-диметилциклобутан
В основе лежит четырехчленный цикл (циклобутан). К двум соседним атомам углерода (в положениях 1 и 2) присоединены две метильные группы.
Структурная формула:

H₂C--CH-CH₃ | | H₂C--CH-CH₃ Молекулярная формула: основа циклобутана $C_4H_8$, замещаем два атома $H$ на две группы $CH_3$. Формула $C_4H_6-(CH_3)_2$, что соответствует $C_6H_{12}$.

Метилциклопентан
В основе лежит пятичленный цикл (циклопентан), к одному из атомов углерода которого присоединена метильная группа.
Структурная формула:

H₂C--CH₂ / \H₂C CH-CH₃ \ / CH₂ Молекулярная формула: основа циклопентана $C_5H_{10}$, замещаем один атом $H$ на группу $CH_3$. Формула $C_5H_9-CH_3$, что соответствует $C_6H_{12}$.

1-метил-1-этилциклогексан
В основе лежит шестичленный цикл (циклогексан). К одному и тому же атому углерода (в положении 1) присоединены метильная и этильная ($ -C_2H_5 $) группы.
Структурная формула:

H₂C--CH₂ / \(CH₃)C(C₂H₅) CH₂ | | H₂C------CH₂ \ / CH₂ Молекулярная формула: основа циклогексана $C_6H_{12}$, замещаем два атома $H$ у одного атома C на группы $CH_3$ и $C_2H_5$. Формула $C_6H_{10}(CH_3)(C_2H_5)$, что соответствует $C_9H_{18}$.

Поиск изомеров

Сравним полученные молекулярные формулы:

Метилциклопропан: $C_4H_8$

1,2-диметилциклобутан: $C_6H_{12}$

Метилциклопентан: $C_6H_{12}$

1-метил-1-этилциклогексан: $C_9H_{18}$

Сравнивая формулы, видим, что 1,2-диметилциклобутан и метилциклопентан имеют одинаковую молекулярную формулу $C_6H_{12}$, но разное строение (разный размер углеродного цикла и разное количество/положение заместителей). Следовательно, они являются структурными изомерами.

Ответ: Изомерами являются 1,2-диметилциклобутан и метилциклопентан.