Номер 7, страница 106 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

Дано:

Молекулярные формулы веществ: $CH_4$ (метан), $CCl_4$ (тетрахлорметан), $C_2H_4$ (в условии указан как "этана", что соответствует родительному падежу от "этан", но формула для этена), $C_2H_2$ (ацетилен).

Условие: валентность углерода (C) в органических соединениях всегда равна IV.

Найти:

1. Степень окисления атомов углерода в каждом веществе.

2. Структурные формулы каждого вещества.

Решение:

Для решения задачи будем использовать следующие принципы:

1. Степень окисления: Сумма степеней окисления всех атомов в нейтральной молекуле равна нулю. Степень окисления водорода (H) в соединениях с неметаллами принимаем за +1, а хлора (Cl), как более электроотрицательного элемента, чем углерод, - за -1.

2. Структурная формула: Валентность углерода (C) равна IV, водорода (H) - I, хлора (Cl) - I. Это означает, что каждый атом углерода должен образовывать 4 ковалентные связи, а атомы водорода и хлора - по одной.

метана CH₄

Структурная формула: Атом углерода (C) четырёхвалентен, а каждый атом водорода (H) одновалентен. Следовательно, атом углерода образует четыре одинарные связи с четырьмя атомами водорода.

 H | H - C - H | H

Степень окисления: Обозначим степень окисления углерода за $x$. Степень окисления водорода +1. Составим уравнение, исходя из электронейтральности молекулы:

$x + 4 \cdot (+1) = 0$

$x + 4 = 0$

$x = -4$

Ответ: Степень окисления углерода в метане равна -4, структурная формула приведена выше.

тетрахлорметана CCl₄

Структурная формула: По аналогии с метаном, четырёхвалентный атом углерода (C) образует четыре одинарные связи с четырьмя одновалентными атомами хлора (Cl).

 Cl | Cl - C - Cl | Cl

Степень окисления: Обозначим степень окисления углерода за $x$. Степень окисления хлора -1.

$x + 4 \cdot (-1) = 0$

$x - 4 = 0$

$x = +4$

Ответ: Степень окисления углерода в тетрахлорметане равна +4, структурная формула приведена выше.

этана C₂H₄

(Примечание: формула $C_2H_4$ соответствует этену, а не этану, как можно предположить из названия "этана" в условии).

Структурная формула: В молекуле два атома углерода. Чтобы каждый из них был четырёхвалентным, они должны быть соединены двойной связью ($C=C$). Оставшиеся две валентности каждого атома углерода насыщаются двумя атомами водорода.

 H H \ / C=C / \ H H

Степень окисления: Атомы углерода в молекуле этена симметричны, поэтому их степени окисления равны. Обозначим её за $x$.

$2 \cdot x + 4 \cdot (+1) = 0$

$2x = -4$

$x = -2$

Ответ: Степень окисления каждого атома углерода в этене ($C_2H_4$) равна -2, структурная формула приведена выше.

ацетилена C₂H₂

Структурная формула: Чтобы каждый из двух атомов углерода был четырёхвалентным, имея только по одному атому водорода, они должны быть соединены тройной связью ($C \equiv C$).

 H - C ≡ C - H

Степень окисления: Атомы углерода в молекуле ацетилена равноценны. Обозначим их степень окисления за $x$.

$2 \cdot x + 2 \cdot (+1) = 0$

$2x = -2$

$x = -1$

Ответ: Степень окисления каждого атома углерода в ацетилене равна -1, структурная формула приведена выше.