Номер 2, страница 49 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Напишите структурные формулы изомерных циклоалканов состава $C_6H_{12}$. Назовите эти соединения.

2. Решение:

Циклоалканы имеют общую формулу $C_nH_{2n}$. Для соединений состава $C_6H_{12}$ необходимо найти все структурные изомеры, которые представляют собой циклические углеводороды. Структурные изомеры — это соединения с одинаковой молекулярной формулой, но разным порядком связывания атомов. В данном случае изомеры будут отличаться размером углеродного цикла, а также строением и положением алкильных заместителей.

Рассмотрим последовательно все возможные размеры цикла.

1. Шестичленный цикл

Если все 6 атомов углерода образуют цикл, заместителей нет. Такая структура только одна.

• Циклогексан

2. Пятичленный цикл

Пять атомов углерода образуют циклопентановый цикл. Оставшийся один атом углерода является заместителем — метильной группой ($-CH_3$). Поскольку все положения в циклопентане эквивалентны, существует только один такой изомер.

• Метилциклопентан

3. Четырехчленный цикл

Четыре атома углерода образуют циклобутановый цикл. Оставшиеся два атома углерода могут образовывать либо один заместитель (этильная группа), либо два (две метильные группы).

С одним заместителем:

• Этилциклобутан (заместитель — этильная группа, $-C_2H_5$)

С двумя заместителями:

• 1,1-Диметилциклобутан (обе метильные группы у одного атома углерода)

• 1,2-Диметилциклобутан (метильные группы у соседних атомов углерода)

• 1,3-Диметилциклобутан (метильные группы у противолежащих атомов углерода)

4. Трехчленный цикл

Три атома углерода образуют циклопропановый цикл. Оставшиеся три атома углерода формируют боковые цепи.

С одним заместителем (пропильная группа, $C_3H_7$):

Пропильная группа сама по себе имеет два изомера: пропил и изопропил.

• Пропилциклопропан (заместитель — н-пропил, $-CH_2CH_2CH_3$)

• Изопропилциклопропан (заместитель — изопропил, $-CH(CH_3)_2$)

С двумя заместителями (этил и метил):

• 1-Этил-1-метилциклопропан (этильная и метильная группы у одного атома углерода)

• 1-Этил-2-метилциклопропан (этильная и метильная группы у соседних атомов углерода)

С тремя заместителями (три метильные группы):

• 1,1,2-Триметилциклопропан (две метильные группы у одного атома, одна — у соседнего)

• 1,2,3-Триметилциклопропан (по одной метильной группе у каждого из трех атомов углерода цикла)

Ответ:

Существует 12 структурных изомеров циклоалканов состава $C_6H_{12}$. Их названия:

1. Циклогексан

2. Метилциклопентан

3. Этилциклобутан

4. 1,1-Диметилциклобутан

5. 1,2-Диметилциклобутан

6. 1,3-Диметилциклобутан

7. Пропилциклопропан

8. Изопропилциклопропан

9. 1-Этил-1-метилциклопропан

10. 1-Этил-2-метилциклопропан

11. 1,1,2-Триметилциклопропан

12. 1,2,3-Триметилциклопропан