Номер 5, страница 10 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

5. Назовите три причины многообразия органических веществ.

Решение

Многообразие органических соединений, которых насчитывается десятки миллионов, обусловлено несколькими уникальными свойствами углерода, лежащего в их основе. Можно выделить три основные причины.

1. Способность атомов углерода образовывать прочные ковалентные связи друг с другом с формированием цепей и циклов

Атомы углерода обладают уникальной способностью соединяться друг с другом, образуя прочные ковалентные связи $C-C$. Это позволяет им формировать длинные углеродные цепи различной длины, которые могут быть линейными или разветвленными. Кроме того, углеродные цепи могут замыкаться, образуя циклические структуры. Ни один другой элемент не проявляет такую способность к катенации (образованию цепей) в такой же степени, как углерод. Это создает основу для построения огромного количества различных "углеродных скелетов" молекул.

Ответ: первой причиной многообразия является способность атомов углерода образовывать устойчивые и разнообразные по строению углеродные цепи и циклы.

2. Явление изомерии

Изомерия — это явление существования соединений (изомеров), которые имеют одинаковый качественный и количественный состав (т.е. одинаковую молекулярную формулу), но разное химическое строение или пространственное расположение атомов и, следовательно, разные физические и химические свойства. Различают структурную изомерию (изомерия углеродного скелета, положения кратной связи или функциональной группы, межклассовая изомерия) и пространственную изомерию (геометрическая и оптическая). Например, для формулы $C_4H_{10}$ существуют два изомера: н-бутан и изобутан (2-метилпропан). С увеличением числа атомов углерода в молекуле количество возможных изомеров растет экспоненциально.

Ответ: второй причиной является существование изомеров — веществ с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением, что многократно увеличивает число возможных соединений.

3. Способность атомов углерода образовывать кратные связи

Помимо одинарных связей ($C-C$), атомы углерода могут образовывать между собой двойные ($C=C$) и тройные ($C \equiv C$) связи. Это приводит к возникновению различных классов органических соединений с разными свойствами: алканов (только одинарные связи), алкенов (содержат двойные связи) и алкинов (содержат тройные связи). Кроме того, углерод может образовывать кратные связи и с другими элементами, например, с кислородом (карбонильная группа $C=O$) или азотом (нитрильная группа $C \equiv N$), что еще больше расширяет разнообразие функциональных групп и, соответственно, классов органических веществ.

Ответ: третьей причиной является способность атомов углерода формировать не только одинарные, но и кратные (двойные, тройные) связи как между собой, так и с атомами других элементов.