Номер 1, страница 95 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

1. Напишите структурные формулы всех карбоновых кислот состава $C_4H_8O_2$ и назовите их по систематической номенклатуре.

Решение

Молекулярная формула $C_4H_8O_2$ соответствует общей формуле предельных одноосновных карбоновых кислот $C_nH_{2n}O_2$. Это указывает на то, что углеводородный радикал в молекуле кислоты является насыщенным (не содержит кратных связей) и ациклическим. Изомеры карбоновых кислот с данной формулой будут отличаться строением углеродного скелета.

Карбоновые кислоты содержат функциональную карбоксильную группу $-COOH$. Для определения всех возможных изомеров необходимо рассмотреть все возможные структуры углеродного радикала $C_3H_7$, который связан с карбоксильной группой.

Изомер 1: Нормальное (неразветвленное) строение углеродной цепи.

В этом случае все четыре атома углерода образуют прямую цепь.

Структурная формула:

$CH_3-CH_2-CH_2-COOH$

Согласно систематической номенклатуре ИЮПАК, нумерация атомов углерода начинается с карбоксильной группы. Самая длинная цепь содержит 4 атома углерода, что соответствует алкану "бутан". К названию добавляется суффикс "-овая кислота".

Название: бутановая кислота.

Изомер 2: Разветвленное строение углеродной цепи.

В этом случае главная углеродная цепь, содержащая карбоксильную группу, состоит из трех атомов углерода, а у второго атома углерода находится метильный заместитель.

Структурная формула:

$ \begin{array}{c} \phantom{..}CH_3 \\ \phantom{.}| \\ CH_3-CH-COOH \end{array} $

Согласно систематической номенклатуре, самая длинная цепь, включающая карбоксильный углерод, состоит из 3 атомов (соответствует "пропану"). Нумерация начинается с атома углерода карбоксильной группы. У второго атома углерода находится заместитель — метильная группа ($-CH_3$).

Название: 2-метилпропановая кислота.

Ответ: Существуют две карбоновые кислоты состава $C_4H_8O_2$. Их структурные формулы и названия по систематической номенклатуре:

1. Бутановая кислота:
$CH_3-CH_2-CH_2-COOH$

2. 2-метилпропановая кислота:
$ \begin{array}{c} \phantom{..}CH_3 \\ \phantom{.}| \\ CH_3-CH-COOH \end{array} $