Лабораторная работа №1, страница 34 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Шаростержневые модели молекул метана, этана, этилена, ацетилена, бензола, метанола, этанола, уксусной кислоты

Лабораторное оборудование: набор для построения шаростержневых моделей молекул органических соединений.

Ход работы

Начертите в тетрадях таблицу и запишите в ней соответствующие формулы метана, этана, этилена, ацетилена, бензола, метанола, этанола, уксусной кислоты.

Название веществ Молекулярная формула Структурная формула

Метан

Метанол

Этан

Этанол

Этилен

Ацетилен

Уксусная кислота

Бензол

Возьмите из набора необходимое число шариков черного цвета, которые будут символизировать атомы углерода, необходимое число шариков белого цвета, которые будут символизировать атомы водорода, и необходимое число шариков красного цвета, которые будут символизировать атомы кислорода. Химическую связь изображают металлические стержни.

1. Модель молекулы метана

Согласно структурной формуле метана, шарик черного цвета (атом углерода) соедините при помощи стержней с необходимым числом шариков белого цвета (атомы водорода).

2. Модель молекулы метанола

Исходя из модели молекулы метана, составьте модель молекулы метанола. Для этого снимите от модели молекулы метана шарик (символ атома водорода) и на его место прикрепите красный шарик (символ атома кислорода), к которому добавьте еще один шарик белого цвета — символ атома водорода.

3. Модель молекулы этана

В соответствии со структурной формулой этана, два черных шарика (атомы углерода) при помощи стержней соедините между собой под углом примерно $109^\circ 28'$. К этим двум атомам углерода при помощи стержней присоедините шесть шариков белого цвета, которые условно изображают атомы водорода.

Исходя из модели молекулы этана, составьте модели молекул этилена, ацетилена и уксусной кислоты.

4. Модель молекулы этилена

В соответствии со структурной формулой этилена, отнимите от модели молекулы этана два белых шарика (атомы водорода), а атомы углерода соедините стержнями, которые будут символизировать еще одну связь.

5. Модель молекулы ацетилена

Аналогично, отнимая соответствующее количество атомов водорода, атомы углерода соедините при помощи двух стержней, которые символизируют двойную связь, в итоге в молекуле ацетилена образуется одна тройная связь.

6. Модель молекулы этанола

С одного стержня модели молекулы этана снимите один белый шарик (атом водорода). Вместо него прикрепите голубой шарик (атом кислорода) и к нему добавьте атом водорода и составьте модель молекулы этанола.

7. Модель молекулы уксусной кислоты

Далее, согласно структурной формуле уксусной кислоты, аналогично, снимая соответствующее количество атомов водорода с модели молекулы этана, прикрепите карбоксильную группу и составьте модель молекулы уксусной кислоты.

8. Модель молекулы бензола

Возьмите из набора 6 шариков черного цвета и 6 шариков белого цвета, которые будут символизировать, соответственно, атомы углерода и водорода. При помощи стержней эти атомы соедините между собой в цикл согласно структурной формуле бензола.

1. Модель молекулы метана

Для построения модели метана используется один черный шарик (атом углерода) и четыре белых шарика (атомы водорода). Черный шарик помещается в центр, и к нему с помощью четырех стержней присоединяются белые шарики. Стержни и шарики располагаются так, чтобы образовать тетраэдр, с атомом углерода в центре и атомами водорода в вершинах.

Ответ: Модель представляет собой центральный черный шарик (атом C), соединенный четырьмя стержнями с четырьмя белыми шариками (атомы H). Модель имеет тетраэдрическую форму, валентные углы $H-C-H$ составляют примерно $109.5^\circ$.

2. Модель молекулы метанола

Модель метанола собирается на основе модели метана. Один из белых шариков (атом водорода) отсоединяется от центрального черного шарика. На его место крепится красный шарик (атом кислорода). Затем к красному шарику с помощью стержня присоединяется ранее снятый или новый белый шарик (атом водорода), образуя гидроксильную группу (-OH).

Ответ: Модель состоит из центрального черного шарика (углерод), который соединен с тремя белыми шариками (водород) и одним красным шариком (кислород). Красный шарик, в свою очередь, соединен с одним белым шариком (водород).

3. Модель молекулы этана

Для сборки модели этана берутся два черных шарика (атомы углерода) и шесть белых шариков (атомы водорода). Два черных шарика соединяются между собой одним стержнем (одинарная связь C-C). Затем к каждому из черных шариков присоединяются по три белых шарика с помощью стержней.

Ответ: Модель состоит из двух черных шариков (C), соединенных стержнем, к каждому из которых прикреплено по три белых шарика (H). Структура вокруг каждого атома углерода является тетраэдрической.

4. Модель молекулы этилена

Модель этилена создается из модели этана. От каждого атома углерода (черного шарика) отсоединяется по одному атому водорода (белому шарику). Затем между двумя атомами углерода добавляется второй стержень, чтобы символизировать двойную связь $C=C$.

Ответ: В модели этилена два черных шарика (C) соединены двумя стержнями (двойная связь). К каждому черному шарику присоединены по два белых шарика (H). Все шесть атомов (2 C и 4 H) лежат в одной плоскости.

5. Модель молекулы ацетилена

Для получения модели ацетилена, исходя из модели этилена, от каждого атома углерода отсоединяют еще по одному атому водорода. Затем между атомами углерода добавляют третий стержень для образования тройной связи $C \equiv C$.

Ответ: Модель ацетилена состоит из двух черных шариков (C), соединенных тремя стержнями (тройная связь). К каждому черному шарику присоединен один белый шарик (H). Молекула имеет линейную структуру, все четыре атома лежат на одной прямой.

6. Модель молекулы этанола

Модель этанола собирается из модели этана. От одного из атомов углерода (черного шарика) отсоединяется один атом водорода (белый шарик). На его место присоединяется голубой (или красный) шарик, символизирующий атом кислорода. К атому кислорода, в свою очередь, присоединяется атом водорода (белый шарик).

Ответ: Модель состоит из цепочки из двух черных шариков (углерод), соединенных одинарной связью. К первому атому углерода присоединены три белых шарика (водород). Ко второму атому углерода присоединены два белых шарика (водород) и один голубой/красный шарик (кислород), который соединен с еще одним белым шариком (водород).

7. Модель молекулы уксусной кислоты

Для сборки модели уксусной кислоты из модели этана необходимо преобразовать одну из метильных групп ($-CH_3$) в карбоксильную ($-COOH$). Для этого от одного атома углерода отсоединяют все три атома водорода. К этому атому углерода присоединяют один атом кислорода (красный шарик) двойной связью (два стержня) и второй атом кислорода (красный шарик) одинарной связью. Ко второму атому кислорода присоединяют атом водорода (белый шарик).

Ответ: Модель состоит из метильной группы ($CH_3$), соединенной с атомом углерода карбоксильной группы. Этот атом углерода, в свою очередь, соединен двойной связью с одним атомом кислорода и одинарной связью с другим атомом кислорода, который связан с атомом водорода.

8. Модель молекулы бензола

Для модели бензола берут шесть черных шариков (углерод) и шесть белых шариков (водород). Шесть черных шариков соединяют в плоское шестиугольное кольцо. Для изображения ароматической системы связи между атомами углерода делают чередующимися одинарными и двойными или используют специальные изогнутые стержни. К каждому атому углерода в кольце присоединяют по одному атому водорода.

Ответ: Модель представляет собой плоское кольцо из шести черных шариков (C), соединенных стержнями, изображающими ароматическую связь. К каждому черному шарику с внешней стороны кольца присоединен один белый шарик (H).