Номер 11, страница 13 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Приведены молекулярные формулы органических соединений: $C_2H_5Cl$, $C_2H_4O$, $CH_5N$, $CH_4$. Одно из соединений имеет изомеры. Напишите полные структурные формулы всех приведённых соединений и укажите изомеры.

Решение

Для определения структурных формул и наличия изомеров проанализируем каждое соединение, исходя из валентностей атомов: углерод (C) – IV, водород (H) – I, хлор (Cl) – I, кислород (O) – II, азот (N) – III.

C₂H₅Cl

В этом соединении два атома углерода связаны друг с другом. К ним присоединяются пять атомов водорода и один атом хлора. Независимо от того, к какому атому углерода присоединить атом хлора, получится одна и та же структура – хлорэтан, так как молекула симметрична.

Полная структурная формула:

$$ \Large \begin{array}{cc} \text{H} & \text{H} \\ | & | \\ \text{H}-\text{C} & -\text{C}-\text{Cl} \\ | & | \\ \text{H} & \text{H} \end{array} $$

Ответ: Соединение с формулой $ \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} $ (хлорэтан) не имеет структурных изомеров.

C₂H₄O

Данная молекулярная формула соответствует нескольким классам органических соединений, что указывает на наличие изомерии. Возможны структуры с двойной связью (альдегид, непредельный спирт) или с циклической структурой (простой эфир).

Возможные структурные формулы:

1. Этаналь (ацетальдегид) – представитель класса альдегидов:

$$ \Large \begin{array}{cc} \text{H} & \text{O} \\ | & \parallel \\ \text{H}-\text{C} & -\text{C}-\text{H} \\ | & \\ \text{H} & \end{array} $$

2. Виниловый спирт (этенол) – представитель непредельных спиртов (енолов):

$$ \Large \begin{array}{ccc} \text{H} & \text{H} \\ | & | \\ \text{C} & = \text{C} & - \text{O} - \text{H} \\ | & & \\ \text{H} & & \end{array} $$

3. Этиленоксид (оксиран) – представитель циклических простых эфиров (эпоксидов):

$$ \Large \begin{array}{c} \text{H}_2\text{C} - \text{CH}_2 \\ \diagdown \ \diagup \\ \text{O} \end{array} $$

Ответ: Соединение с формулой $ \text{C}_2\text{H}_4\text{O} $ имеет изомеры. Его структурные формулы: этаналь, виниловый спирт и этиленоксид.

CH₅N

В этом соединении атом углерода связан с атомом азота. Остальные валентности насыщаются атомами водорода. Возможна только одна комбинация, соответствующая метиламину.

Полная структурная формула:

$$ \Large \begin{array}{cc} & \text{H} \\ & | \\ \text{H}-\text{C} & -\text{N}-\text{H} \\ | & | \\ \text{H} & \text{H} \end{array} $$

Ответ: Соединение с формулой $ \text{CH}_5\text{N} $ (метиламин) не имеет структурных изомеров.

CH₄

Для данной формулы существует только одна возможная структура, где один атом углерода связан с четырьмя атомами водорода – метан.

Полная структурная формула:

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

Ответ: Соединение с формулой $ \text{CH}_4 $ (метан) не имеет структурных изомеров.