Номер 324, страница 80 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

324. Приведите структурные формулы веществ, названия которых бутин-1, бутин-2, пропадиен, пропен, бутадиен-1,3. Укажите молекулы, в которых все атомы углерода находятся на одной прямой.

Для ответа на вопрос приведем структурные формулы указанных веществ и проанализируем пространственное строение их углеродных цепей на основе теории гибридизации атомных орбиталей.

бутин-1

Структурная формула: $CH \equiv C-CH_2-CH_3$.
В этой молекуле атомы углерода C1 и C2, соединенные тройной связью, находятся в состоянии sp-гибридизации. Это означает, что фрагмент H-C1≡C2-C3 является линейным (валентные углы составляют 180°). Однако атом углерода C4 не лежит на этой прямой, так как атом C3 находится в sp³-гибридизации, и валентный угол C2-C3-C4 составляет примерно 109.5°. Таким образом, не все атомы углерода в молекуле лежат на одной прямой.

бутин-2

Структурная формула: $CH_3-C \equiv C-CH_3$.
В молекуле бутина-2 центральные атомы углерода C2 и C3 находятся в sp-гибридизации, образуя линейный фрагмент $-C \equiv C-$. Атомы углерода метильных групп (C1 и C4) также располагаются на оси тройной связи. Следовательно, все четыре атома углерода в молекуле бутина-2 лежат на одной прямой.

пропадиен

Структурная формула: $CH_2=C=CH_2$.
В пропадиене (аллене) центральный атом углерода, связанный с двумя другими атомами двойными связями, находится в sp-гибридизации. Это приводит к тому, что углеродный скелет C=C=C является линейным. Таким образом, все три атома углерода в молекуле пропадиена находятся на одной прямой.

пропен

Структурная формула: $CH_2=CH-CH_3$.
В молекуле пропена атомы углерода при двойной связи (C1 и C2) находятся в sp²-гибридизации, а атом метильной группы (C3) — в sp³-гибридизации. Валентный угол C1-C2-C3 составляет примерно 120°, поэтому углеродная цепь не является линейной.

бутадиен-1,3

Структурная формула: $CH_2=CH-CH=CH_2$.
В этой молекуле все четыре атома углерода находятся в состоянии sp²-гибридизации. Валентные углы между атомами углерода составляют примерно 120°. В результате углеродная цепь имеет зигзагообразное строение и не является линейной, хотя вся молекула может быть плоской.

Исходя из анализа строения, можно сделать вывод, в каких из перечисленных молекул все атомы углерода находятся на одной прямой.

Ответ: Структурные формулы веществ:
бутин-1: $CH \equiv C-CH_2-CH_3$
бутин-2: $CH_3-C \equiv C-CH_3$
пропадиен: $CH_2=C=CH_2$
пропен: $CH_2=CH-CH_3$
бутадиен-1,3: $CH_2=CH-CH=CH_2$.
Все атомы углерода находятся на одной прямой в молекулах бутина-2 и пропадиена.