Номер 3, страница 18 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. Структурная формула пентана

1) $\text{CH}_3\text{--}\begin{array}[t]{@{}c@{}}\text{CH}\\\text{|} \\ \text{CH}_3\end{array}\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{CH}_3$

2) $\text{CH}_3\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{CH}_2\text{--}\text{CH}_3$

3) $\text{CH}_3\text{--}\begin{array}[t]{@{}c@{}}\text{CH}_2\\\text{|} \\ \text{CH}_2\text{--}\text{CH}_3\end{array}$

4) $\begin{array}[t]{@{}c@{}}\text{CH}_2\\\text{|} \\ \text{CH}_2\text{--}\text{CH}_2\end{array}\quad\begin{array}[t]{@{}c@{}}\text{CH}\text{--}\text{CH}_3\\\text{|} \\ \text{CH}_2\text{--}\text{CH}_2\end{array}$

Решение

Пентан — это алкан, то есть насыщенный углеводород, содержащий 5 атомов углерода. Общая формула для алканов — $C_n H_{2n+2}$. Следовательно, для пентана, где $n=5$, молекулярная формула будет $C_5 H_{12}$. Когда в названии алкана не указано иное (например, "изо-" или номер заместителя), имеется в виду алкан нормального, неразветвленного строения (н-пентан).

Рассмотрим предложенные варианты структурных формул:

1) $CH_3—CH(CH_3)—CH_2—CH_3$. В данном соединении самая длинная углеродная цепь состоит из 4 атомов (это бутан), и у второго атома углерода есть метильный заместитель ($—CH_3$). Полное название соединения — 2-метилбутан. Его также называют изопентан. Подсчитаем количество атомов: 5 атомов углерода и $3+1+3+2+3 = 12$ атомов водорода. Молекулярная формула — $C_5 H_{12}$. Это изомер пентана, но не н-пентан.

2) $CH_3—CH_2—CH_2—CH_2—CH_3$. Эта формула представляет собой прямую, неразветвленную цепь из 5 атомов углерода. Это н-пентан. Количество атомов: 5 атомов углерода и $3+2+2+2+3 = 12$ атомов водорода. Молекулярная формула — $C_5 H_{12}$. Эта структура полностью соответствует определению пентана (н-пентана).

3) $CH_3—CH_2$ с боковой цепью $—CH_2—CH_3$. Если проследить самую длинную непрерывную цепь атомов углерода, то она составит 4 атома ($CH_3—CH_2—CH_2—CH_3$). Это н-бутан. Его молекулярная формула — $C_4 H_{10}$. Это соединение не является пентаном.

4) В данной структуре атомы углерода образуют замкнутую цепь. Это циклоалкан. Основу составляет цикл из 4 атомов углерода (циклобутан) с метильным заместителем. Название соединения — метилциклобутан. Его молекулярная формула — $C_5 H_{10}$ (общая формула циклоалканов $C_n H_{2n}$). Так как это не алкан, этот вариант не является пентаном.

Следовательно, структурная формула пентана (н-пентана) представлена под номером 2.

Ответ: 2.