Номер 4, страница 221 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

4. Напишите все изомеры гексана $C_6H_{14}$.

Решение

Изомеры — это соединения, которые имеют одинаковую молекулярную формулу, но различное химическое строение (порядок соединения атомов) и, следовательно, разные свойства. Молекулярная формула гексана $C_6H_{14}$ соответствует общей формуле насыщенных углеводородов (алканов) $C_nH_{2n+2}$.

Для того чтобы найти все структурные изомеры гексана, необходимо рассмотреть все возможные способы соединения шести атомов углерода в углеродный скелет. Будем действовать систематически, уменьшая длину основной углеродной цепи.

1. Изомер с основной цепью из 6 атомов углерода

Это изомер с неразветвленной, или нормальной, цепью.

Название: гексан (или н-гексан).

Структурная формула: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2. Изомеры с основной цепью из 5 атомов углерода (пентан)

Укорачиваем основную цепь до пяти атомов углерода. Оставшийся шестой атом углерода образует боковую цепь в виде метильной группы ($-CH_3$). Эту группу можно присоединить к разным атомам основной цепи (кроме крайних, так как это приведет к удлинению цепи).

а) Метильная группа у второго атома углерода:

Название: 2-метилпентан (историческое название - изогексан).

Структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$

б) Метильная группа у третьего атома углерода:

Название: 3-метилпентан.

Структурная формула: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$

3. Изомеры с основной цепью из 4 атомов углерода (бутан)

Укорачиваем основную цепь до четырех атомов углерода. Оставшиеся два атома углерода могут образовывать две метильные группы ($-CH_3$).

а) Обе метильные группы присоединены к одному атому углерода (второму):

Название: 2,2-диметилбутан (историческое название - неогексан).

Структурная формула: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$

б) Метильные группы присоединены к разным атомам углерода (второму и третьему):

Название: 2,3-диметилбутан.

Структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$

Дальнейшее укорачивание основной цепи до трех атомов (пропан) не приведет к образованию новых изомеров, так как все возможные структуры будут являться уже перечисленными соединениями с другой выбранной основной цепью. Таким образом, гексан имеет 5 структурных изомеров.

Ответ: Существует 5 структурных изомеров гексана ($C_6H_{14}$):

1. гексан: $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3$

2. 2-метилпентан: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_2-CH_3$

3. 3-метилпентан: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$

4. 2,2-диметилбутан: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$

5. 2,3-диметилбутан: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_3$