Номер 54, страница 14 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

1.54. Приведите систематические названия для изображённых алканов.

а) Решение
Для определения систематического названия алкана следуем правилам ИЮПАК:
1. Находим самую длинную непрерывную углеродную цепь. В данном случае это цепь из 4 атомов углерода: CH₃–CH–CH₂–CH₃. Основа названия — «бутан».
2. Нумеруем атомы углерода в главной цепи, начиная с того конца, к которому ближе находится заместитель. При нумерации слева направо метильная группа (–CH₃) получает номер 2. При нумерации справа налево — номер 3. Выбираем наименьший номер, то есть 2.
3. Определяем заместитель у второго атома углерода. Это метильная группа (–CH₃).
4. Составляем полное название: номер положения заместителя, название заместителя и название основной цепи.
Ответ: 2-метилбутан.

б) Решение
Для определения систематического названия алкана следуем правилам ИЮПАК:
1. Запишем развернутую структурную формулу для наглядности, чтобы правильно определить самую длинную цепь:
CH₃ CH₃
| |
CH₃–C – C – CH₃
| |
CH₃ CH₂–CH₃
2. Находим самую длинную непрерывную углеродную цепь. Проанализировав все возможные пути, видим, что самая длинная цепь содержит 5 атомов углерода. Например, цепь, начинающаяся с левой метильной группы, проходящая через два центральных атома углерода и уходящая в этильную группу. Таким образом, основа названия — «пентан».
3. Нумеруем эту 5-углеродную цепь так, чтобы заместители получили наименьшие номера. Начнем нумерацию с того конца, который ближе к разветвлениям. При нумерации от группы CH₃, которая была с левой стороны, заместители оказываются у второго и третьего атомов углерода.
4. У второго атома углерода (C²) находятся два метильных заместителя. У третьего атома углерода (C³) также находятся два метильных заместителя (один сверху и один справа от основной цепи). Таким образом, мы имеем четыре метильных заместителя в положениях 2, 2, 3, 3. При нумерации с другого конца (от CH₃-группы в составе этильного радикала) локанты были бы 3, 3, 4, 4. Набор (2, 2, 3, 3) является наименьшим.
5. Составляем полное название. Используем приставку «тетра-», так как у нас четыре одинаковых метильных заместителя.
Ответ: 2,2,3,3-тетраметилпентан.

в) Решение
Для определения систематического названия алкана следуем правилам ИЮПАК:
1. Рассмотрим структуру молекулы. Она представляет собой гептановую цепь с разветвленным заместителем у четвертого атома углерода.
2. Найдем самую длинную непрерывную углеродную цепь. Горизонтальная цепь содержит 7 атомов. Однако, если мы включим в цепь часть заместителя (этильную группу), мы также получим цепь из 7 атомов.
3. Согласно правилам ИЮПАК, если существует две или более цепей одинаковой максимальной длины, следует выбирать ту, которая имеет большее число заместителей.
• Вариант 1: Горизонтальная цепь (гептан). Имеет один сложный заместитель (1-метилпропил) у атома C⁴.
• Вариант 2: Цепь, включающая этильную группу (гептан). Имеет два простых заместителя.
Мы выбираем второй вариант.
4. Новая главная цепь проходит от пропильной группы (остаток от первоначальной цепи) через центральный атом и этильную группу. Нумеруем эту цепь так, чтобы заместители получили наименьшие номера. Нумерация с конца, где находится этильная группа, дает заместителям номера 3 и 4. Нумерация с другого конца (от пропильной группы) дает номера 4 и 5. Выбираем наименьший набор локантов: 3 и 4.
5. Определяем заместители. У атома C³ находится метильная группа (–CH₃), у атома C⁴ — пропильная группа (–CH₂–CH₂–CH₃).
6. Составляем название, перечисляя заместители в алфавитном порядке (в русском языке «метил» идет перед «пропил»).
Ответ: 3-метил-4-пропилгептан.

г) Решение
Для определения систематического названия алкана следуем правилам ИЮПАК:
1. Находим самую длинную непрерывную углеродную цепь. В данной структуре, как бы мы ни выбирали цепь, ее максимальная длина составляет 3 атома углерода. Основа названия — «пропан».
2. Нумеруем цепь с любого конца, так как структура симметрична. Центральный атом углерода всегда будет иметь номер 2.
3. У второго атома углерода (C²) находятся два заместителя — две метильные группы (–CH₃).
4. Составляем полное название, используя приставку «ди-» для указания двух одинаковых заместителей.
Ответ: 2,2-диметилпропан.

д) Решение
Для определения систематического названия алкана следуем правилам ИЮПАК:
1. Запишем развернутую структурную формулу для наглядности:
CH₂–CH₃
|
CH₃–C–CH₂–CH₃
|
CH₃
2. Находим самую длинную непрерывную углеродную цепь. Горизонтальная цепь имеет длину 4 атома. Однако цепь, включающая одну из этильных групп (например, верхнюю) и другую этильную группу (правую), состоит из 5 атомов углерода. Это самая длинная цепь. Основа названия — «пентан».
3. Нумеруем эту 5-углеродную цепь. Из-за симметрии структуры нумерация с любого конца приведет к одному и тому же результату: центральный атом углерода получит номер 3.
4. Определяем заместители, которые не вошли в главную цепь. У третьего атома углерода (C³) находятся два заместителя: метильная группа (–CH₃) слева и метильная группа (–CH₃) снизу.
5. Составляем полное название, используя приставку «ди-» для двух метильных групп.
Ответ: 3,3-диметилпентан.

е) Решение
Для определения систематического названия алкана следуем правилам ИЮПАК:
1. Находим самую длинную непрерывную углеродную цепь. Она очевидна и состоит из 6 атомов углерода. Основа названия — «гексан».
2. Нумеруем цепь с того конца, чтобы сумма номеров заместителей была минимальной.
• Нумерация слева направо: заместители у атомов C², C³, C⁴. Набор локантов: (2, 3, 4).
• Нумерация справа налево: заместители у атомов C³, C⁴, C⁵. Набор локантов: (3, 4, 5).
Выбираем наименьший набор локантов (2, 3, 4).
3. Определяем заместители: три метильные группы (–CH₃) у атомов C², C³ и C⁴.
4. Составляем полное название, используя приставку «три-» для трех метильных групп.
Ответ: 2,3,4-триметилгексан.