Вопрос, страница 53 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 7. Многообразие веществ и его причины. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - страница 53.

Условие.

На какие классы подразделяются: а) неорганические; б) органические соединения? Приведите примеры представителей этих классов.

Что такое аллотропия? Приведите примеры аллотропных модификаций.

Какое явление называют изомерией? Какие виды изомерии вам известны? Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

а) неорганические соединения

Неорганические соединения традиционно классифицируют на четыре основных класса в зависимости от их состава и химических свойств:

- Оксиды — это соединения химических элементов с кислородом в степени окисления -2. Примеры: вода ($H_2O$), углекислый газ ($CO_2$), оксид кальция ($CaO$).
- Основания — это сложные вещества, которые состоят из катиона металла (или иона аммония $NH_4^+$) и одной или нескольких гидроксид-анионов ($OH^-$). Примеры: гидроксид натрия ($NaOH$), гидроксид кальция ($Ca(OH)_2$).
- Кислоты — это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода, способных замещаться на атомы металла, и кислотного остатка. Примеры: серная кислота ($H_2SO_4$), соляная кислота ($HCl$).
- Соли — это сложные вещества, которые состоят из катионов металлов (или иона аммония) и анионов кислотных остатков. Примеры: хлорид натрия ($NaCl$), карбонат кальция ($CaCO_3$).

Ответ: Неорганические соединения подразделяются на классы оксидов (например, $H_2O$), оснований (например, $NaOH$), кислот (например, $H_2SO_4$) и солей (например, $NaCl$).

б) органические соединения

Органические соединения — это класс соединений, в состав которых входит углерод. Их классификация очень обширна и основана на строении углеродного скелета и наличии функциональных групп. Основные классы:

- Углеводороды — состоят только из атомов углерода и водорода. Примеры: метан ($CH_4$), этен ($C_2H_4$), бензол ($C_6H_6$).
- Спирты — содержат одну или несколько гидроксильных групп ($-OH$). Пример: этанол ($C_2H_5OH$).
- Альдегиды — содержат альдегидную группу ($-CHO$). Пример: этаналь ($CH_3CHO$).
- Карбоновые кислоты — содержат одну или несколько карбоксильных групп ($-COOH$). Пример: уксусная кислота ($CH_3COOH$).
- Амины — органические производные аммиака. Пример: метиламин ($CH_3NH_2$).
- Аминокислоты — содержат аминогруппу ($-NH_2$) и карбоксильную группу ($-COOH$). Пример: глицин ($NH_2CH_2COOH$).

Ответ: Органические соединения делятся на множество классов в зависимости от их строения, основные из которых: углеводороды (например, $CH_4$), спирты (например, $C_2H_5OH$), карбоновые кислоты (например, $CH_3COOH$) и другие.

Что такое аллотропия? Приведите примеры аллотропных модификаций.

Аллотропия — это явление существования одного и того же химического элемента в виде двух или более простых веществ, которые различаются по своему строению и свойствам. Эти различные простые вещества называются аллотропными модификациями. Причиной аллотропии является либо разное число атомов в молекуле, либо разное строение кристаллической решетки.

Примеры аллотропных модификаций:
- Углерод (C): имеет множество модификаций, наиболее известные — алмаз и графит. Они состоят только из атомов углерода, но из-за разного строения кристаллических решеток имеют совершенно разные свойства: алмаз — сверхтвердый, а графит — мягкий.
- Кислород (O): образует две аллотропные модификации — кислород ($O_2$) и озон ($O_3$). Они отличаются числом атомов в молекуле.
- Фосфор (P): существует в виде белого, красного и черного фосфора, которые сильно различаются по химической активности и строению.

Ответ: Аллотропия — это способность химического элемента образовывать несколько простых веществ (аллотропных модификаций), отличающихся строением и свойствами. Примеры: для углерода — алмаз и графит; для кислорода — кислород ($O_2$) и озон ($O_3$).

Какое явление называют изомерией? Какие виды изомерии вам известны? Приведите примеры.

Изомерия — это явление, при котором существуют вещества (изомеры), имеющие одинаковую молекулярную формулу (одинаковый состав), но разное химическое строение или пространственное расположение атомов, и, как следствие, разные свойства.

Известны два основных вида изомерии:
1. Структурная изомерия — изомеры отличаются порядком соединения атомов в молекуле. Основные типы:
-- Изомерия углеродного скелета: разный порядок связи атомов углерода. Пример: для $C_4H_{10}$ существуют н-бутан ($CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$) и изобутан ($CH_3-CH(CH_3)-CH_3$).
-- Изомерия положения: разное положение кратной связи или функциональной группы. Пример: для $C_3H_8O$ существуют пропанол-1 ($CH_3-CH_2-CH_2-OH$) и пропанол-2 ($CH_3-CH(OH)-CH_3$).
-- Межклассовая изомерия: изомеры относятся к разным классам соединений. Пример: этанол ($C_2H_5OH$) и диметиловый эфир ($CH_3-O-CH_3$), оба имеют формулу $C_2H_6O$.
2. Пространственная изомерия (стереоизомерия) — изомеры имеют одинаковый порядок соединения атомов, но разное их расположение в пространстве.
-- Геометрическая (цис-транс) изомерия: разное расположение заместителей относительно плоскости двойной связи. Пример: цис-бутен-2 и транс-бутен-2.

Ответ: Изомерия — это явление существования веществ с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением и свойствами. Различают структурную изомерию (углеродного скелета, положения, межклассовую) и пространственную (например, геометрическую). Пример структурной изомерии: бутан и изобутан (формула $C_4H_{10}$).