Номер 3, страница 33 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

3. Составьте сокращенные структурные формулы всех возможных изомеров гексана и назовите эти изомеры.

Гексан — это насыщенный углеводород (алкан), молекулярная формула которого $C_6H_{14}$. Изомеры — это соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но разное химическое строение (порядок соединения атомов). Чтобы найти все структурные изомеры гексана, необходимо рассмотреть все возможные варианты строения углеродного скелета из шести атомов углерода. Построение изомеров будем вести, последовательно уменьшая длину основной углеродной цепи.

1. Начнем с самой длинной неразветвленной цепи, состоящей из 6 атомов углерода. Это первый изомер — гексан (или н-гексан). Его формула: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$.

2. Укоротим основную цепь до 5 атомов углерода (пентан). Оставшийся атом углерода образует метильную группу ($-CH_3$), которую необходимо разместить на основной цепи. Размещение у крайних атомов (1-го или 5-го) не создает нового изомера, а лишь восстанавливает цепь гексана. Существует два возможных положения для метильной группы на пентановой цепи, которые приводят к разным изомерам:

• Метильная группа у второго атома углерода. Получаем изомер 2-метилпентан. Его формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$.
• Метильная группа у третьего атома углерода. Получаем изомер 3-метилпентан. Его формула: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$.

3. Теперь укоротим основную цепь до 4 атомов углерода (бутан). Два оставшихся атома углерода можно расположить в виде двух метильных заместителей. (Размещение их в виде одной этильной группы ($-C_2H_5$) не создаст нового изомера, так как при правильном выборе самой длинной цепи это окажется 3-метилпентан). Для двух метильных групп на бутановой цепи возможны следующие варианты размещения:

• Обе метильные группы у второго атома углерода. Получаем изомер 2,2-диметилбутан. Его формула: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$.
• Две метильные группы расположены у соседних, второго и третьего, атомов углерода. Получаем изомер 2,3-диметилбутан. Его формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$.

Дальнейшее укорачивание основной цепи до 3 атомов (пропан) не приводит к образованию новых, уникальных изомеров для состава $C_6H_{14}$. Таким образом, всего существует 5 структурных изомеров гексана.

Ответ:

Существует 5 изомеров гексана. Их сокращенные структурные формулы и названия:

1. Гексан (н-гексан)

$CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2. 2-метилпентан

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

3. 3-метилпентан

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

4. 2,2-диметилбутан

$CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$

5. 2,3-диметилбутан

$CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$