Вспомните!, страница 230 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Вспомните!

Какие органические вещества относятся к предельным углеводородам? Вспомните пространственную модель метана.

Какие органические вещества относятся к предельным углеводородам?

Предельные (или насыщенные) углеводороды — это органические соединения, которые состоят исключительно из атомов углерода (C) и водорода (H), и в их молекулах все атомы углерода соединены между собой только одинарными (простыми) связями. Из-за отсутствия кратных (двойных или тройных) связей, атомы углерода в таких молекулах связаны с максимально возможным числом атомов водорода, поэтому их и называют "предельными".

К предельным углеводородам относятся два основных класса соединений:

1. Алканы (или парафины) — это углеводороды с открытой (ациклической) цепью атомов углерода. Общая формула гомологического ряда алканов — $C_n H_{2n+2}$, где $n \geq 1$. Примеры алканов: метан ($CH_4$), этан ($C_2H_6$), пропан ($C_3H_8$).

2. Циклоалканы — это углеводороды, содержащие один или несколько циклов (колец) из атомов углерода. Простейшие моноциклические алканы описываются общей формулой $C_n H_{2n}$, где $n \geq 3$. Примеры циклоалканов: циклопропан ($C_3H_6$), циклобутан ($C_4H_8$), циклогексан ($C_6H_{12}$).

Ответ: К предельным углеводородам относятся алканы и циклоалканы. Характерным признаком этих соединений является наличие в их молекулах только одинарных связей между атомами углерода.

Вспомните пространственную модель метана.

Пространственная модель метана (химическая формула $CH_4$) описывает его трёхмерное строение. Молекула метана имеет форму правильного тетраэдра.

В центре этого тетраэдра находится атом углерода. Четыре атома водорода располагаются в вершинах тетраэдра, будучи равноудалёнными от центрального атома углерода и друг от друга.

Такое геометрическое строение объясняется явлением $sp^3$-гибридизации атомных орбиталей углерода. Атом углерода образует четыре гибридные $sp^3$-орбитали, которые направлены к вершинам тетраэдра для минимизации электростатического отталкивания между ними. Каждая из этих орбиталей перекрывается с s-орбиталью атома водорода, образуя четыре равноценные ковалентные связи C-H.

Угол между любыми двумя связями C-H (валентный угол H-C-H) в молекуле метана постоянен и составляет $109^{\circ}28'$ (что приблизительно равно $109.5^{\circ}$). Все четыре связи C-H в метане имеют одинаковую длину и энергию.

Ответ: Пространственная модель метана представляет собой тетраэдр. Атом углерода расположен в центре тетраэдра, а четыре атома водорода — в его вершинах. Валентные углы H-C-H равны $109.5^{\circ}$.