Номер 6, страница 21 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Какие из предлагаемых соединений являются: а) изомерами; б) гомологами?

1) $ \text{CH}_3-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CH}_3 $

2) $ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CH}_3 $

3) $ \text{CH}_3-\text{C}(\text{CH}_3)_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3 $

4) $ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3 $

5) $ \text{CH}_3-\text{C}(\text{CH}_3)_2-\text{CH}_3 $

6) $ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3 $

Решение

Для того чтобы определить, какие из предложенных соединений являются изомерами, а какие гомологами, необходимо сначала проанализировать строение каждого из них и определить их молекулярные формулы. Все представленные соединения являются алканами (предельными углеводородами) с общей формулой $C_nH_{2n+2}$.

1) 2,3-диметилбутан. Основная цепь состоит из 4 атомов углерода (бутан), и две метильные группы $(-CH_3)$ находятся у второго и третьего атомов. Общее число атомов углерода: 4 + 2 = 6. Молекулярная формула: $C_6H_{14}$.

2) 2-метилбутан (изопентан). Основная цепь — 4 атома углерода (бутан), одна метильная группа у второго атома. Общее число атомов углерода: 4 + 1 = 5. Молекулярная формула: $C_5H_{12}$.

3) 2,2-диметилбутан. Основная цепь — 4 атома углерода (бутан), две метильные группы у второго атома. Общее число атомов углерода: 4 + 2 = 6. Молекулярная формула: $C_6H_{14}$.

4) н-пентан. Линейная (нормальная) цепь из 5 атомов углерода. Молекулярная формула: $C_5H_{12}$.

5) 2,2-диметилпропан (неопентан). Основная цепь — 3 атома углерода (пропан), две метильные группы у второго атома. Общее число атомов углерода: 3 + 2 = 5. Молекулярная формула: $C_5H_{12}$.

6) н-гексан. Линейная (нормальная) цепь из 6 атомов углерода. Молекулярная формула: $C_6H_{14}$.

а) изомерами

Изомеры — это соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу, но разное химическое строение. Чтобы найти группы изомеров, нужно сгруппировать соединения с одинаковыми молекулярными формулами.

- Соединения с молекулярной формулой $C_5H_{12}$: №2 (2-метилбутан), №4 (н-пентан) и №5 (2,2-диметилпропан).

- Соединения с молекулярной формулой $C_6H_{14}$: №1 (2,3-диметилбутан), №3 (2,2-диметилбутан) и №6 (н-гексан).

Ответ: изомерами являются группы соединений: (1, 3, 6) и (2, 4, 5).

б) гомологами

Гомологи — это соединения, принадлежащие к одному классу, имеющие сходное строение и свойства, но отличающиеся друг от друга на одну или несколько групп $-CH_2-$ (гомологическая разность).

- Пара (4, 6): н-пентан ($C_5H_{12}$) и н-гексан ($C_6H_{14}$). Оба являются алканами неразветвленного строения и отличаются на одну группу $-CH_2-$. Они представляют собой соседние члены гомологического ряда нормальных алканов.

- Пара (3, 5): 2,2-диметилпропан ($C_5H_{12}$) и 2,2-диметилбутан ($C_6H_{14}$). Оба соединения имеют одинаковый тип разветвления (четвертичный атом углерода, связанный с двумя метильными группами) и отличаются на одну группу $-CH_2-$. Они являются членами одного гомологического ряда разветвленных алканов.

Ответ: гомологами являются пары соединений: (4, 6) и (3, 5).