Номер 6, страница 107, часть 2 - гдз по химии 9 класс учебник Оспанова, Аухадиева

6. Состав этилового спирта и диметилового эфира выражается одной эмпирической формулой $C_2H_6O$, но свойства их различны: этиловый спирт — жидкость с температурой кипения 78,3°C, а диметиловый эфир — газ, сжижающийся при -23,6°C. Попробуйте написать структурные формулы этих двух веществ.

Дано:

Эмпирическая формула: $C_2H_6O$

Свойства веществ:

Этиловый спирт: жидкость, температура кипения $t_{кип} = 78.3^\circ C$

Диметиловый эфир: газ, температура сжижения (кипения) $t_{кип} = -23.6^\circ C$

Найти:

Структурные формулы этилового спирта и диметилового эфира.

Решение:

Вещества, имеющие одинаковый качественный и количественный состав (одну и ту же молекулярную формулу), но разное строение и, как следствие, разные свойства, называются изомерами. Этиловый спирт и диметиловый эфир являются межклассовыми изомерами для общей формулы $C_2H_6O$. Различие их свойств, в частности, огромная разница в температурах кипения, объясняется именно разным строением их молекул.

Валентности атомов, входящих в состав молекулы: углерод (C) – IV, водород (H) – I, кислород (O) – II.

1. Этиловый спирт.

Принадлежность к классу спиртов означает наличие в молекуле гидроксильной группы (–OH), связанной с углеводородным радикалом. Для формулы $C_2H_6O$ возможна следующая структура:

Атомы углерода соединены друг с другом, и к одному из них присоединена гидроксильная группа:

$CH_3-CH_2-OH$

Проверим состав: 2 атома углерода, 3 + 2 + 1 = 6 атомов водорода, 1 атом кислорода. Формула соответствует $C_2H_6O$.

Высокая температура кипения этилового спирта объясняется способностью его молекул образовывать межмолекулярные водородные связи за счет полярной группы –OH. Эти связи требуют дополнительной энергии для разрыва при кипении.

2. Диметиловый эфир.

Принадлежность к классу простых эфиров означает наличие в молекуле атома кислорода, связанного с двумя углеводородными радикалами (R–O–R'). Для формулы $C_2H_6O$ это означает, что атом кислорода находится между двумя атомами углерода:

$CH_3-O-CH_3$

Проверим состав: 2 атома углерода, 3 + 3 = 6 атомов водорода, 1 атом кислорода. Формула также соответствует $C_2H_6O$.

В молекулах диметилового эфира отсутствует водород, непосредственно связанный с кислородом, поэтому они не могут образовывать между собой прочные водородные связи. Между молекулами действуют только слабые межмолекулярные силы, поэтому для их разделения требуется гораздо меньше энергии. Этим объясняется его низкая температура кипения и газообразное состояние при нормальных условиях.

Ответ:

Структурная формула этилового спирта: $CH_3-CH_2-OH$

Структурная формула диметилового эфира: $CH_3-O-CH_3$