Номер 2, страница 180 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 31. Алкадиены. Глава 3. Углеводороды - номер 2, страница 180.

Условие.

2. Сколько $π$-электронов содержит сопряжённая система связей в молекуле:

а) бутадиена;

б) изопрена?

Решение.

Решение 2.

Сопряжённая система связей образуется, когда в молекуле чередуются простые (одинарные) и кратные (двойные или тройные) связи. Электроны, образующие π-связи в такой системе, не локализованы на конкретной паре атомов, а являются общими для всех атомов, входящих в сопряжённую систему. Эти электроны называются π-электронами. Каждая двойная связь (C=C) вносит в сопряжённую систему одну π-связь, которая образована двумя π-электронами.

а) бутадиена

Бутадиен (а именно, бутадиен-1,3) имеет химическую формулу $C_4H_6$. Его структурная формула: $CH_2=CH-CH=CH_2$.
В этой молекуле мы видим чередование двойной, одинарной и снова двойной связи. Это классический пример сопряжённой системы.
Молекула бутадиена содержит две двойные связи ($C=C$). Каждая из этих связей вносит в общую сопряжённую систему 2 π-электрона.
Следовательно, общее число π-электронов в сопряжённой системе бутадиена равно:
$2 \text{ (двойные связи)} \times 2 \text{ (электрона на связь)} = 4 \text{ π-электрона}$.
Все четыре атома углерода находятся в состоянии sp²-гибридизации и предоставляют по одному p-электрону для образования единой π-электронной системы.

Ответ: сопряжённая система связей в молекуле бутадиена содержит 4 π-электрона.

б) изопрена

Изопрен (систематическое название 2-метилбута-1,3-диен) имеет химическую формулу $C_5H_8$. Его структурная формула: $CH_2=C(CH_3)-CH=CH_2$.
В этой молекуле, как и в бутадиене, есть цепь из четырех атомов углерода с чередующимися двойными и одинарной связями: $C_1=C_2-C_3=C_4$. Метильная группа ($-CH_3$) при втором атоме углерода не участвует в сопряжении, так как её атом углерода находится в sp³-гибридизации и не имеет p-орбитали.
Сопряжённая система образована четырьмя атомами углерода основной цепи и включает две двойные связи.
Таким образом, число π-электронов в сопряжённой системе изопрена также рассчитывается на основе двух двойных связей:
$2 \text{ (двойные связи)} \times 2 \text{ (электрона на связь)} = 4 \text{ π-электрона}$.

Ответ: сопряжённая система связей в молекуле изопрена содержит 4 π-электрона.