Номер 2, страница 62 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

Структурные формулы и названия спиртов состава $C_4H_9OH$

Для молекулярной формулы $C_4H_9OH$ (общая формула $C_4H_{10}O$) существует четыре изомерных спирта. Изомеры отличаются строением углеродного скелета (неразветвленный или разветвленный) и положением гидроксильной группы (-OH).

1. Бутан-1-ол (н-бутиловый спирт) — первичный спирт с неразветвленной углеродной цепью. Его структурная формула:

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$

2. Бутан-2-ол (втор-бутиловый спирт) — вторичный спирт с неразветвленной углеродной цепью. Его структурная формула:

$CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3$

3. 2-метилпропан-1-ол (изобутиловый спирт) — первичный спирт с разветвленной углеродной цепью. Его структурная формула:

$CH_3-CH(CH_3)-CH_2-OH$

4. 2-метилпропан-2-ол (трет-бутиловый спирт) — третичный спирт с разветвленной углеродной цепью. Его структурная формула:

$(CH_3)_3C-OH$

Ответ: Спирты состава $C_4H_9OH$: бутан-1-ол ($CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$), бутан-2-ол ($CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3$), 2-метилпропан-1-ол ($CH_3-CH(CH_3)-CH_2-OH$), 2-метилпропан-2-ол ($(CH_3)_3C-OH$).

Типы изомерии, характерные для спиртов, и их иллюстрация на примере бутиловых спиртов

Для спиртов характерны следующие виды структурной и пространственной изомерии.

Изомерия углеродного скелета

Этот тип изомерии обусловлен различным строением углеродной цепи (неразветвленная или разветвленная) при одинаковой функциональной группе. Пример: бутан-1-ол и 2-метилпропан-1-ол.

Бутан-1-ол (неразветвленная цепь): $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$

2-метилпропан-1-ол (разветвленная цепь): $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-OH$

Изомерия положения функциональной группы

Этот тип изомерии связан с различным положением гидроксильной группы (-OH) в одинаковом углеродном скелете. Пример: бутан-1-ол и бутан-2-ол.

Бутан-1-ол (группа -OH у первого атома углерода): $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$

Бутан-2-ол (группа -OH у второго атома углерода): $CH_3-CH_2-CH(OH)-CH_3$

Межклассовая изомерия

Спирты с общей формулой $C_nH_{2n+2}O$ изомерны простым эфирам. Эти вещества имеют одинаковую молекулярную формулу, но относятся к разным классам соединений и обладают разными свойствами. Пример: бутан-1-ол и диэтиловый эфир (оба $C_4H_{10}O$).

Бутан-1-ол (спирт): $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-OH$

Диэтиловый эфир (простой эфир): $CH_3-CH_2-O-CH_2-CH_3$

Пространственная (оптическая) изомерия

Возможна для спиртов, в молекулах которых есть асимметрический атом углерода (хиральный центр) — атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями. Пример: молекула бутан-2-ола содержит хиральный центр ($C_2$, отмечен звездочкой), так как он связан с четырьмя разными группами: $-H, -OH, -CH_3$ и $-C_2H_5$.

$CH_3-CH_2-C^*H(OH)-CH_3$

Этот спирт существует в виде двух несовместимых зеркальных отражений (оптических изомеров или энантиомеров).

Ответ: Для спиртов характерны следующие типы изомерии: 1) изомерия углеродного скелета (например, бутан-1-ол и 2-метилпропан-1-ол); 2) изомерия положения функциональной группы (например, бутан-1-ол и бутан-2-ол); 3) межклассовая изомерия с простыми эфирами (например, бутан-1-ол и диэтиловый эфир); 4) пространственная (оптическая) изомерия (например, у бутан-2-ола).