Номер 2, страница 147 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 24. Алканы. Строение, номенклатура, изомерия, физические свойства. Глава 3. Углеводороды - номер 2, страница 147.

Условие.

2. Изобразите все возможные углеродные скелеты алканов, состоящих из 5 атомов.

Решение.

Решение 2.

Решение

Алканы, состоящие из 5 атомов углерода, имеют общую химическую формулу $C_5H_{12}$ и называются пентанами. Для пентана существует три структурных изомера, которые отличаются строением углеродного скелета, то есть порядком соединения атомов углерода. Изобразим все возможные варианты.

1. Линейный углеродный скелет (н-пентан)

В этом случае все пять атомов углерода соединены последовательно, образуя неразветвленную цепь. Эта структура соответствует алкану нормального строения — н-пентану.

Углеродный скелет н-пентана:

$\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}$

2. Разветвленный углеродный скелет с одним ответвлением (изопентан)

В этой структуре самая длинная углеродная цепь состоит из четырех атомов, а пятый атом углерода образует боковое ответвление (метильную группу) у второго атома основной цепи. Этот изомер по номенклатуре ИЮПАК называется 2-метилбутан, а его тривиальное название — изопентан.

Углеродный скелет изопентана:

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}| \\ \text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C} \end{array} $$

Стоит отметить, что присоединение метильной группы к третьему атому в цепи из четырех атомов даст ту же самую структуру (2-метилбутан), так как нумерация цепи начнется с другого конца. Присоединение к крайним (первому или четвертому) атомам приведет к образованию линейной цепи из пяти атомов (н-пентана).

3. Максимально разветвленный углеродный скелет (неопентан)

В данном случае самая длинная цепь состоит из трех атомов углерода, а два оставшихся атома углерода образуют два боковых ответвления у центрального (второго) атома углеродной цепи. Этот изомер называется неопентан, или по номенклатуре ИЮПАК — 2,2-диметилпропан.

Углеродный скелет неопентана:

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \text{C}-\text{C}-\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \end{array} $$

В этой структуре центральный атом углерода является четвертичным, то есть соединен с четырьмя другими атомами углерода.

Ответ:

Существует три возможных углеродных скелета для алканов, состоящих из 5 атомов углерода:

1. Линейный (соответствует н-пентану):

$\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C}$

2. Разветвленный с одним ответвлением (соответствует 2-метилбутану или изопентану):

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}| \\ \text{C}-\text{C}-\text{C}-\text{C} \end{array} $$

3. Разветвленный с двумя ответвлениями у одного атома (соответствует 2,2-диметилпропану или неопентану):

$$ \begin{array}{c} \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \text{C}-\text{C}-\text{C} \\ \phantom{\text{C}-}|\phantom{-\text{C}} \\ \phantom{\text{C}-}\text{C}\phantom{-\text{C}} \end{array} $$