Номер 12, страница 28 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.12. Приведите структурные и молекулярные формулы следующих циклоалканов: а) циклопентан; б) циклогептан; в) метилциклогексан; а) этилциклопентан; д) 1,1-диметилциклопентан; е) 1,2-диметилциклогексан. Какие из приведённых соединений являются структурными изомерами?

а) циклопентан

Молекулярная формула для циклоалканов имеет общий вид $C_nH_{2n}$. Для циклопентана, имеющего 5 атомов углерода в цикле ($n=5$), молекулярная формула будет $C_5H_{10}$.

Структурная формула представляет собой замкнутый цикл из пяти атомов углерода, где каждый атом углерода связан с двумя атомами водорода.

Ответ: Молекулярная формула: $C_5H_{10}$. Структура: пятичленный углеродный цикл.

б) циклогептан

Для циклогептана, имеющего 7 атомов углерода в цикле ($n=7$), молекулярная формула по общей формуле $C_nH_{2n}$ будет $C_7H_{14}$.

Структурная формула представляет собой замкнутый цикл из семи атомов углерода, где каждый атом углерода связан с двумя атомами водорода.

Ответ: Молекулярная формула: $C_7H_{14}$. Структура: семичленный углеродный цикл.

в) метилциклогексан

Молекула состоит из шестичленного циклогексанового кольца ($C_6$) и одной метильной группы ($-CH_3$). Общее число атомов углерода $6 + 1 = 7$. Общее число атомов водорода $11$ (в цикле) $+ 3$ (в заместителе) $= 14$. Молекулярная формула: $C_7H_{14}$.

Структурная формула: шестичленный углеродный цикл, у одного из атомов углерода которого атом водорода замещен на метильную группу.

Ответ: Молекулярная формула: $C_7H_{14}$. Структура: шестичленный углеродный цикл с одним метильным заместителем.

г) этилциклопентан

Молекула состоит из пятичленного циклопентанового кольца ($C_5$) и одной этильной группы ($-C_2H_5$). Общее число атомов углерода $5 + 2 = 7$. Общее число атомов водорода $9$ (в цикле) $+ 5$ (в заместителе) $= 14$. Молекулярная формула: $C_7H_{14}$.

Структурная формула: пятичленный углеродный цикл, у одного из атомов углерода которого атом водорода замещен на этильную группу.

Ответ: Молекулярная формула: $C_7H_{14}$. Структура: пятичленный углеродный цикл с одним этильным заместителем.

д) 1,1-диметилциклопентан

Молекула состоит из пятичленного циклопентанового кольца ($C_5$) и двух метильных групп ($-CH_3$), присоединенных к одному и тому же атому углерода. Общее число атомов углерода $5 + 1 + 1 = 7$. Общее число атомов водорода $8$ (в цикле) $+ 3 + 3$ (в заместителях) $= 14$. Молекулярная формула: $C_7H_{14}$.

Структурная формула: пятичленный углеродный цикл, у одного из атомов углерода которого два атома водорода замещены на две метильные группы.

Ответ: Молекулярная формула: $C_7H_{14}$. Структура: пятичленный углеродный цикл с двумя метильными заместителями у одного атома углерода.

е) 1,2-диметилциклогексан

Молекула состоит из шестичленного циклогексанового кольца ($C_6$) и двух метильных групп ($-CH_3$), присоединенных к соседним атомам углерода. Общее число атомов углерода $6 + 1 + 1 = 8$. Общее число атомов водорода $10$ (в цикле) $+ 3 + 3$ (в заместителях) $= 16$. Молекулярная формула: $C_8H_{16}$.

Структурная формула: шестичленный углеродный цикл, у двух соседних атомов углерода которого по одному атому водорода замещено на метильную группу.

Ответ: Молекулярная формула: $C_8H_{16}$. Структура: шестичленный углеродный цикл с двумя метильными заместителями у соседних (1,2) атомов углерода.

Какие из приведённых соединений являются структурными изомерами?

Структурные изомеры — это соединения с одинаковой молекулярной формулой, но разным порядком связывания атомов. Для определения изомеров сравним выведенные молекулярные формулы:

а) циклопентан: $C_5H_{10}$

б) циклогептан: $C_7H_{14}$

в) метилциклогексан: $C_7H_{14}$

г) этилциклопентан: $C_7H_{14}$

д) 1,1-диметилциклопентан: $C_7H_{14}$

е) 1,2-диметилциклогексан: $C_8H_{16}$

Одинаковую молекулярную формулу $C_7H_{14}$ имеют четыре соединения: циклогептан (б), метилциклогексан (в), этилциклопентан (г) и 1,1-диметилциклопентан (д). Поскольку их структуры (размер цикла, наличие и строение заместителей) различны, они являются структурными изомерами.

Ответ: Структурными изомерами являются циклогептан (б), метилциклогексан (в), этилциклопентан (г) и 1,1-диметилциклопентан (д).