Номер 5, страница 106, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Укажите, какие из веществ являются изомерами:

а) $CH_3—CH_2—CH(CH_3)—CH_2—CH_3$

б) $CH_3—CH(CH_3)—CH(CH_3)—CH_2—CH_3$

в) $CH_3—C(CH_3)_2—CH_2—CH_3$

г) $CH_3—C(CH_3)(CH_2CH_3)—CH_2—CH_3$

д) $CH_3—C(CH_3)_2—CH_2—CH_3$

Изомеры — это химические соединения, которые имеют одинаковый качественный и количественный состав (т.е. одинаковую молекулярную формулу), но разное строение и, следовательно, разные свойства. Чтобы определить, какие из представленных веществ являются изомерами, необходимо определить молекулярную формулу каждого из них путем подсчета атомов углерода (C) и водорода (H) в их структуре.

а) Представлена структурная формула: $CH_3-CH_2-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$.

Это насыщенный углеводород (алкан). Самая длинная углеродная цепь состоит из 5 атомов углерода (пентан). У третьего атома углерода находится метильная группа ($−CH_3$).

Название вещества по номенклатуре ИЮПАК: 3-метилпентан.

Подсчитаем общее количество атомов углерода: 5 в основной цепи + 1 в метильной группе = 6 атомов углерода.

Подсчитаем общее количество атомов водорода: 3 + 2 + 1 + 2 + 3 + 3 = 14 атомов водорода.

Таким образом, молекулярная формула этого вещества: $C_6H_{14}$.

б) Представлена структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$.

Это алкан. Самая длинная углеродная цепь состоит из 5 атомов углерода (пентан). У второго и третьего атомов углерода находятся метильные группы ($−CH_3$).

Название вещества: 2,3-диметилпентан.

Подсчитаем количество атомов углерода: 5 в основной цепи + 1 + 1 в метильных группах = 7 атомов углерода.

Подсчитаем количество атомов водорода: 3 + 1 + 1 + 2 + 3 + 3 + 3 = 16 атомов водорода.

Молекулярная формула вещества: $C_7H_{16}$.

в) Представлена структурная формула: $CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3$.

Это алкан. Самая длинная углеродная цепь состоит из 4 атомов углерода (бутан). У второго атома углерода находится метильная группа ($−CH_3$).

Название вещества: 2-метилбутан (также известный как изопентан).

Подсчитаем количество атомов углерода: 4 в основной цепи + 1 в метильной группе = 5 атомов углерода.

Подсчитаем количество атомов водорода: 3 + 1 + 2 + 3 + 3 = 12 атомов водорода.

Молекулярная формула вещества: $C_5H_{12}$.

г) Представлена структурная формула: $CH_3-C(CH_3)(C_2H_5)-CH(CH_3)-CH_3$.

Это алкан. Для определения названия найдем самую длинную углеродную цепь. Если развернуть этильную группу ($-C_2H_5$ как $-CH_2-CH_3$), то можно увидеть, что самая длинная цепь содержит 5 атомов углерода (пентан). Нумерацию цепи начинаем с того конца, к которому ближе и больше разветвлений. В данном случае, правильное название вещества: 3,3,4-триметилпентан.

Подсчитаем количество атомов углерода: в структуре 8 атомов углерода (1+1(центральный)+1+1 + 1(верхний $CH_3$) + 2($C_2H_5$) + 1(правый $CH_3$)).

Подсчитаем количество атомов водорода: 3 + 3 + 5 + 1 + 3 + 3 = 18 атомов водорода.

Молекулярная формула вещества: $C_8H_{18}$.

д) Представлена структурная формула: $CH_3-C(CH_3)_2-CH_2-CH_3$.

Это алкан. Самая длинная углеродная цепь состоит из 4 атомов углерода (бутан). У второго атома углерода находятся две метильные группы ($−CH_3$).

Название вещества: 2,2-диметилбутан (также известный как неогексан).

Подсчитаем количество атомов углерода: 4 в основной цепи + 1 + 1 в метильных группах = 6 атомов углерода.

Подсчитаем количество атомов водорода: 3 + 0 + 2 + 3 + 3 + 3 = 14 атомов водорода.

Молекулярная формула вещества: $C_6H_{14}$.

Теперь сравним полученные молекулярные формулы всех веществ:

а) $C_6H_{14}$ (3-метилпентан)

б) $C_7H_{16}$ (2,3-диметилпентан)

в) $C_5H_{12}$ (2-метилбутан)

г) $C_8H_{18}$ (3,3,4-триметилпентан)

д) $C_6H_{14}$ (2,2-диметилбутан)

Видно, что вещества а) и д) имеют одинаковую молекулярную формулу $C_6H_{14}$, но разное строение (порядок соединения атомов в молекуле). Следовательно, они являются структурными изомерами.

Ответ: Изомерами являются вещества а) и д).