Номер 7, страница 125 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

7. Напишите структурные формулы следующих кислот:

а) 2,2-диметилпропановой;

б) 3-метилбутановой;

в) 2-метил-3-хлорпентановой.

Какие из них являются изомерами? Дайте обоснованный ответ.

Решение

а) 2,2-диметилпропановая кислота
Основой молекулы является пропановая кислота, главная углеродная цепь которой состоит из 3 атомов углерода. Нумерация атомов углерода начинается с карбоксильной группы (-COOH). Согласно названию, у второго атома углерода находятся два метильных заместителя (-CH₃).
Молекулярная формула данного соединения: $C_5H_{10}O_2$.
Ответ: Структурная формула 2,2-диметилпропановой кислоты: $$ \begin{array}{c} \phantom{..}\text{CH}_3 \\ | \\ \text{CH}_3-\text{C}-\text{COOH} \\ | \\ \phantom{..}\text{CH}_3 \end{array} $$

б) 3-метилбутановая кислота
Основой молекулы является бутановая кислота, главная углеродная цепь которой состоит из 4 атомов углерода. У третьего атома углерода находится один метильный заместитель (-CH₃).
Молекулярная формула данного соединения: $C_5H_{10}O_2$.
Ответ: Структурная формула 3-метилбутановой кислоты: $$ \begin{array}{c} \phantom{...}\text{CH}_3 \\ \phantom{....}| \\ \text{CH}_3-\text{CH}-\text{CH}_2-\text{COOH} \end{array} $$

в) 2-метил-3-хлорпентановая кислота
Основой молекулы является пентановая кислота, главная углеродная цепь которой состоит из 5 атомов углерода. У второго атома углерода находится метильный заместитель (-CH₃), а у третьего – атом хлора (-Cl).
Молекулярная формула данного соединения: $C_6H_{11}ClO_2$.
Ответ: Структурная формула 2-метил-3-хлорпентановой кислоты: $$ \begin{array}{c} \phantom{.......}\text{Cl}\phantom{..}\text{CH}_3 \\ \phantom{........}| \phantom{....} | \\ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}-\text{CH}-\text{COOH} \end{array} $$

Какие из них являются изомерами? Дайте обоснованный ответ.
Изомеры – это вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (то есть одинаковую молекулярную формулу), но разное химическое строение и, как следствие, разные свойства.
Сравним молекулярные формулы данных кислот:
а) 2,2-диметилпропановая кислота: $C_5H_{10}O_2$
б) 3-метилбутановая кислота: $C_5H_{10}O_2$
в) 2-метил-3-хлорпентановая кислота: $C_6H_{11}ClO_2$
Из сравнения видно, что вещества а) и б) имеют одинаковую молекулярную формулу $C_5H_{10}O_2$, но разное строение углеродного скелета (в первом случае основа – пропан, во втором – бутан). Следовательно, они являются структурными изомерами. Вещество в) имеет другую молекулярную формулу и отличается по составу (содержит атом хлора), поэтому оно не является изомером для первых двух кислот.
Ответ: Изомерами являются 2,2-диметилпропановая кислота (а) и 3-метилбутановая кислота (б), так как они имеют одинаковую молекулярную формулу $C_5H_{10}O_2$, но различное строение.