Номер 1, страница 218 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 41. Генетическая связь между различными классами углеводородов. Глава 3. Углеводороды - номер 1, страница 218.

Условие.

1. Напишите общую формулу углеводородов, содержащих один цикл и одну двойную связь.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для вывода общей формулы углеводородов, содержащих один цикл и одну двойную связь (такие соединения называются циклоалкенами), мы можем отталкиваться от общей формулы насыщенных ациклических углеводородов (алканов) и последовательно вносить изменения в структуру молекулы.

1. Общая формула алканов, которые не содержат ни циклов, ни кратных связей, имеет вид $C_nH_{2n+2}$, где $n$ — число атомов углерода.

2. Формирование цикла из линейной цепи. Чтобы замкнуть углеродную цепь в кольцо, необходимо создать новую связь между двумя концевыми атомами углерода. Для этого от каждого из них нужно отнять по одному атому водорода. Таким образом, образование одного цикла уменьшает количество атомов водорода в молекуле на два. Общая формула для углеводородов с одним циклом (циклоалканов) будет $C_nH_{2n+2-2} = C_nH_{2n}$.

3. Формирование двойной связи. Чтобы создать одну двойную связь (C=C) из одинарной (C-C), также необходимо отнять два атома водорода от соседних атомов углерода. Если мы вводим двойную связь в уже существующую циклическую структуру, мы должны отнять еще два атома водорода от формулы циклоалкана ($C_nH_{2n}$).

Следовательно, общая формула для углеводорода, содержащего и один цикл, и одну двойную связь, будет: $C_nH_{2n-2}$.

Также можно рассуждать, что по сравнению с исходным алканом ($C_nH_{2n+2}$) мы должны отнять 2 атома водорода для создания цикла и еще 2 атома водорода для создания двойной связи. Суммарно это 4 атома водорода. $C_nH_{2n+2-4} = C_nH_{2n-2}$.

Стоит отметить, что для существования цикла необходимо как минимум 3 атома углерода, поэтому для данного класса соединений $n \ge 3$.

Пример: циклопентен имеет 5 атомов углерода. Его формула $C_5H_8$. Проверим по общей формуле: $n=5$, $H = 2 \cdot 5 - 2 = 8$. Формула $C_5H_8$ верна.

Ответ:

Общая формула углеводородов, содержащих один цикл и одну двойную связь, — $C_nH_{2n-2}$ (при $n \ge 3$).