Номер 3, страница 132 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

3. Изомером пропиламина $CH_3-CH_2-CH_2-NH_2$ является веще-

ство, формула которого

1) $NH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2) $CH_3-\substack{CH \\ | \\ NH_2}-CH_3$

3) $CH_3-CH_2-\substack{CH_2 \\ | \\ NH_2}$

4) $\substack{CH_2 \\ | \\ CH_3}-CH_2-NH_2$

Решение

Изомеры — это химические соединения, которые имеют одинаковую молекулярную формулу (одинаковый качественный и количественный состав), но разное химическое строение и, как следствие, разные свойства.

Исходное вещество — пропиламин (или пропан-1-амин), его структурная формула $CH_3-CH_2-CH_2-NH_2$.

Сначала определим его молекулярную формулу, посчитав количество атомов каждого элемента:

• Атомов углерода (C): 3
• Атомов водорода (H): 3 + 2 + 2 + 2 = 9
• Атомов азота (N): 1

Таким образом, молекулярная формула пропиламина — $C_3H_9N$.

Теперь последовательно проанализируем все предложенные варианты, чтобы найти вещество с такой же молекулярной формулой, но иной структурой.

1) $NH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

Посчитаем число атомов в этой молекуле: углерода (C) — 3, водорода (H) — 2+2+2+3 = 9, азота (N) — 1. Молекулярная формула — $C_3H_9N$. Она совпадает с формулой пропиламина. Однако, данная структурная формула ($NH_2-CH_2-CH_2-CH_3$) описывает то же самое вещество — пропан-1-амин, просто цепь атомов углерода записана в обратном порядке (справа налево). Следовательно, это не изомер, а то же самое соединение.

2) $CH_3-CH(NH_2)-CH_3$

Это вещество называется пропан-2-амин (или изопропиламин). Посчитаем число атомов: углерода (C) — 3, водорода (H) — 3+1+2+3 = 9, азота (N) — 1. Молекулярная формула — $C_3H_9N$. Она совпадает с молекулярной формулой пропиламина. При этом строение молекулы отличается: аминогруппа ($–NH_2$) связана со вторым (центральным) атомом углерода, а не с крайним, как в пропиламине. Соединения с одинаковой молекулярной формулой, но разным положением функциональной группы, являются позиционными изомерами. Следовательно, пропан-2-амин является изомером пропиламина.

3) $CH_3-CH_2-CH_2$ с группой $NH_2$, присоединенной к последнему атому углерода.

Графическое изображение в этом варианте также соответствует пропан-1-амину ($CH_3-CH_2-CH_2-NH_2$). Аминогруппа связана с крайним (первым) атомом углерода. Это то же самое вещество, что и в условии, а не изомер.

4) $CH_2-CH_2-NH_2$ с группой $CH_3$, присоединенной к первому атому углерода.

Данная запись, где к атому $CH_2$ присоединена группа $CH_3$ сбоку, структурно эквивалентна формуле $CH_3-CH_2-CH_2-NH_2$. Это также пропан-1-амин. Следовательно, это не изомер.

Таким образом, единственным веществом из предложенных, которое является изомером пропиламина, является соединение под номером 2.

Ответ: 2