Номер 381, страница 90 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

381. Приведите структурные формулы толуола, этилбензола, $1,2$-диметилбензола, $1$-метил-$4$-этилбензола, изопропилбензола. Укажите среди приведенных веществ:

а) изомеры;

б) гомологи этилбензола.

Сначала приведем структурные и молекулярные формулы для каждого из указанных веществ. Структурные формулы будут представлены в виде конденсированных формул, показывающих связь заместителей с бензольным кольцом ($C_6H_n$).

Толуол (метилбензол): $C_6H_5-CH_3$. Молекулярная формула: $C_7H_8$.

Этилбензол: $C_6H_5-CH_2-CH_3$ (или $C_6H_5-C_2H_5$). Молекулярная формула: $C_8H_{10}$.

1,2-диметилбензол (орто-ксилол): $C_6H_4(CH_3)_2$. Молекулярная формула: $C_8H_{10}$. Два метильных радикала находятся у соседних атомов углерода в кольце.

1-метил-4-этилбензол (пара-этилтолуол): $CH_3-C_6H_4-C_2H_5$. Молекулярная формула: $C_9H_{12}$. Метильный и этильный радикалы находятся в пара-положении (напротив друг друга).

Изопропилбензол (кумол): $C_6H_5-CH(CH_3)_2$. Молекулярная формула: $C_9H_{12}$.

а) изомеры

Изомеры — это соединения, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, но разное строение. Для нахождения изомеров среди перечисленных веществ, необходимо сравнить их молекулярные формулы.

Молекулярные формулы веществ:

Толуол: $C_7H_8$

Этилбензол: $C_8H_{10}$

1,2-диметилбензол: $C_8H_{10}$

1-метил-4-этилбензол: $C_9H_{12}$

Изопропилбензол: $C_9H_{12}$

Сравнивая формулы, мы видим две группы изомеров:

Вещества с формулой $C_8H_{10}$: этилбензол и 1,2-диметилбензол.

Вещества с формулой $C_9H_{12}$: 1-метил-4-этилбензол и изопропилбензол.

Ответ: изомерами являются пары веществ: этилбензол и 1,2-диметилбензол; 1-метил-4-этилбензол и изопропилбензол.

Гомологи — это вещества, принадлежащие к одному гомологическому ряду, то есть имеющие сходное химическое строение и свойства, но отличающиеся друг от друга по составу на одну или несколько групп $-CH_2-$ (гомологическая разность). Все перечисленные вещества являются аренами, то есть принадлежат к одному классу соединений.

Этилбензол имеет молекулярную формулу $C_8H_{10}$. Будем искать вещества, которые отличаются от него по составу на одну или несколько групп $-CH_2-$.

Толуол ($C_7H_8$) отличается от этилбензола ($C_8H_{10}$) на одну группу $-CH_2-$ (в меньшую сторону). Следовательно, толуол является гомологом (предыдущим) этилбензола.

1,2-диметилбензол ($C_8H_{10}$) имеет ту же молекулярную формулу, что и этилбензол. Он является его изомером, а не гомологом.

1-метил-4-этилбензол ($C_9H_{12}$) отличается от этилбензола ($C_8H_{10}$) на одну группу $-CH_2-$ (в большую сторону: $C_8H_{10} + CH_2 = C_9H_{12}$). Следовательно, он является гомологом (последующим) этилбензола.

Изопропилбензол ($C_9H_{12}$) также отличается от этилбензола ($C_8H_{10}$) на одну группу $-CH_2-$. Следовательно, он тоже является гомологом этилбензола.

Ответ: гомологами этилбензола являются толуол, 1-метил-4-этилбензол и изопропилбензол.