Номер 2, страница 18 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Проверьте свои знания. Параграф 3. Становление и развитие периодического закона и теории химического строения. Глава I. Строение веществ - номер 2, страница 18.

Условие.

2. Вспомните основные положения теории химического строения. Что такое изомеры? Какие виды изомерии вы помните из курса органической химии?

Решение.

Решение 2.

Вспомните основные положения теории химического строения.

Теория химического строения была сформулирована русским учёным А. М. Бутлеровым в 1861 году и лежит в основе современной органической химии. Её ключевые положения:

• Атомы в молекулах веществ соединены друг с другом в определённой последовательности в соответствии с их валентностью. Эта последовательность атомных связей в молекуле называется её химическим строением.
• Свойства веществ определяются не только их качественным и количественным элементным составом, но и их химическим строением.
• Атомы и группы атомов в молекуле оказывают взаимное влияние друг на друга, что сказывается на их химической активности и свойствах всего соединения.
• Зная химическое строение вещества, можно предсказать его свойства. И наоборот, изучая свойства вещества, можно установить его химическое строение.

Ответ: Основные положения теории химического строения заключаются в том, что атомы в молекулах соединены в определенной последовательности (химическое строение), которая определяет свойства вещества, и что атомы в молекуле взаимно влияют друг на друга.

Что такое изомеры?

Изомеры — это химические соединения, которые имеют одинаковую молекулярную формулу (т.е. одинаковый набор и количество атомов), но отличаются по своему химическому строению или пространственному расположению атомов. Из-за этих различий в структуре изомеры обладают разными физическими и химическими свойствами. Явление существования изомеров называется изомерией.

Например, для молекулярной формулы $C_2H_6O$ существует два изомера: этиловый спирт ($CH_3-CH_2-OH$) и диметиловый эфир ($CH_3-O-CH_3$). Этиловый спирт — жидкость, реагирующая с натрием, а диметиловый эфир — газ, химически инертный по отношению к натрию.

Ответ: Изомеры — это вещества с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением и, как следствие, различными свойствами.

Какие виды изомерии вы помните из курса органической химии?

Изомерию в органической химии принято делить на два основных вида: структурную и пространственную (стереоизомерию).

1. Структурная изомерия

Структурные изомеры отличаются друг от друга порядком соединения атомов в молекуле.

• Изомерия углеродного скелета: связана с различным порядком соединения атомов углерода. Например, для формулы $C_5H_{12}$ существуют н-пентан (линейная цепь), изопентан (2-метилбутан) и неопентан (2,2-диметилпропан).
• Изомерия положения: возникает из-за разного положения кратной связи (двойной, тройной), функциональной группы или заместителя в одинаковом углеродном скелете. Например, бутен-1 ($CH_2=CH-CH_2-CH_3$) и бутен-2 ($CH_3-CH=CH-CH_3$).
• Межклассовая изомерия: изомеры принадлежат к разным классам органических соединений. Например, пропаналь ($CH_3CH_2CHO$, альдегид) и ацетон ($CH_3C(O)CH_3$, кетон) имеют общую формулу $C_3H_6O$.

2. Пространственная изомерия (стереоизомерия)

Стереоизомеры имеют одинаковый порядок соединения атомов, но различаются их расположением в пространстве.

• Геометрическая (цис-транс) изомерия: характерна для молекул с ограниченным вращением вокруг связи, например, двойной связи C=C или в циклических системах. Цис-изомер имеет заместители по одну сторону от плоскости двойной связи (или цикла), а транс-изомер — по разные стороны. Например, цис- и транс-1,2-дихлорэтен.
• Оптическая изомерия (энантиомерия): свойственна хиральным молекулам, которые несовместимы со своим зеркальным отражением (как левая и правая рука). Такие пары изомеров называются энантиомерами. Они способны вращать плоскость поляризованного света в противоположных направлениях. Чаще всего хиральность обусловлена наличием асимметрического атома углерода (связанного с четырьмя разными заместителями). Пример: D- и L-аланин.

Ответ: Основные виды изомерии: структурная (изомерия углеродного скелета, положения функциональной группы/кратной связи, межклассовая) и пространственная, или стереоизомерия (геометрическая и оптическая).