дано:
- В молекуле алкана содержится 12 атомов водорода.
найти:
а) Определить молекулярную формулу алкана.
б) Вычислить относительную плотность паров алкана по воздуху.
в) Написать структурные формулы всех алканов, удовлетворяющих условию задачи, и указать первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.
решение:
а) Определим молекулярную формулу алкана:
- Для алканов используется общая формула CnH(2n + 2).
- Известно, что в молекуле 12 атомов водорода:
- 2n + 2 = 12
- 2n = 10
- n = 5
- Следовательно, молекулярная формула алкана: C5H12 (пентан).
б) Вычислим относительную плотность паров алкана по воздуху:
- Молярная масса пентана:
- M(C5H12) = 5 * 12 + 12 * 1 = 60 + 12 = 72 г/моль.
- Молярная масса воздуха примерно равна 29 г/моль.
- Относительная плотность паров (D) = M_алкана / M_воздуха = 72 / 29 ≈ 2,48.
в) Структурные формулы алканов с молекулярной формулой C5H12:
1. Нормальный пентан (н-пентан):
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
2. Изобутан (2-метилбутан):
CH3-CH(CH3)-CH2-CH3
3. Циклопентан:
C5H10 (не подходит, так как содержит меньше атомов водорода).
Указание типов атомов углерода:
- Первичные атомы углерода: те, которые соединены с одним другим атомом углерода (например, концевые группы CH3).
- Вторичные атомы углерода: соединены с двумя атомами углерода (например, CH2).
- Третичные атомы углерода: соединены с тремя атомами углерода (например, CH).
- Четвертичные атомы углерода: соединены с четырьмя атомами углерода (например, не встречаются в C5H12).
ответ:
а) Молекулярная формула алкана: C5H12 (пентан).
б) Относительная плотность паров алкана по воздуху: ≈ 2,48.
в) Структурные формулы:
1. Нормальный пентан: CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
2. Изобутан: CH3-CH(CH3)-CH2-CH3
- Первичные атомы углерода: 4 (в CH3),
- Вторичные атомы углерода: 6 (в CH2),
- Третичные атомы углерода: 1 (в CH).
- Четвертичные атомы углерода отсутствуют.