Номер 7, страница 58 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 7. Многообразие веществ и его причины. Глава 2. Строение вещества. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева - номер 7, страница 58.

Условие.

7. Объясните, что означают термины «структурная изомерия», «цис-транс-изомерия». Приведите примеры и структурные формулы веществ, укажите их названия и принадлежность к классу органических соединений.

Решение.

Решение 2.

Структурная изомерия

Структурная изомерия — это явление, при котором вещества имеют одинаковый качественный и количественный состав (то есть одинаковую молекулярную формулу), но разное химическое строение (разный порядок соединения атомов в молекуле). Такие вещества называются структурными изомерами. Они, как правило, имеют разные физические и химические свойства.

Пример:

Рассмотрим изомеры с молекулярной формулой $\ce{C4H10}$. Эти вещества относятся к классу алканов (предельных углеводородов).

1. Название: Бутан (н-бутан)

   Структурная формула:

    H H H H | | | |H-C - C - C - C-H | | | | H H H H

   Или в сокращенном виде: $\ce{CH3-CH2-CH2-CH3}$

2. Название: 2-метилпропан (изобутан)

   Структурная формула:

    H H H | | | H-C - C - C-H | | | H H-C-H H | H

   Или в сокращенном виде: $\ce{CH3-CH(CH3)-CH3}$

Как видно из формул, бутан имеет линейную углеродную цепь, а 2-метилпропан — разветвленную. Это и есть различие в порядке соединения атомов.

Ответ: Структурная изомерия — это явление существования соединений с одинаковой молекулярной формулой, но разным порядком связывания атомов. Примером являются бутан ($\ce{CH3-CH2-CH2-CH3}$) и 2-метилпропан ($\ce{CH3-CH(CH3)-CH3}$), оба с формулой $\ce{C4H10}$ и относящиеся к классу алканов.

Цис-транс-изомерия

Цис-транс-изомерия (или геометрическая изомерия) — это один из видов пространственной изомерии (стереоизомерии). Она характерна для соединений, в молекулах которых имеется двойная связь (например, $\ce{C=C}$) или цикл, что ограничивает свободное вращение атомов вокруг связи. В результате заместители могут располагаться по-разному относительно плоскости двойной связи или цикла.

• Цис-изомер: одинаковые заместители у атомов углерода при двойной связи находятся по одну сторону от плоскости двойной связи.
• Транс-изомер: одинаковые заместители у атомов углерода при двойной связи находятся по разные стороны от плоскости двойной связи.

Пример:

Рассмотрим изомеры бутена-2 с молекулярной формулой $\ce{C4H8}$. Эти вещества относятся к классу алкенов (непредельных углеводородов).

1. Название: Цис-бут-2-ен

   Структурная формула:

    H3C CH3 \ / C=C / \ H H

   Метильные группы ($\ce{-CH3}$) находятся по одну сторону от двойной связи.

2. Название: Транс-бут-2-ен

   Структурная формула:

    H3C H \ / C=C / \ H CH3

   Метильные группы ($\ce{-CH3}$) находятся по разные стороны от двойной связи.

Цис- и транс-изомеры имеют одинаковый порядок соединения атомов, но разное пространственное расположение, что приводит к различиям в их физических (температуры кипения, плавления, дипольный момент) и, иногда, химических свойствах.

Ответ: Цис-транс-изомерия — это вид пространственной изомерии, обусловленный различным расположением заместителей относительно плоскости двойной связи или цикла. Примером являются цис-бут-2-ен и транс-бут-2-ен, которые имеют одинаковую молекулярную формулу $\ce{C4H8}$ и относятся к классу алкенов, но отличаются пространственным расположением метильных групп.