Суммарное число атомов водорода и углерода в молекуле алкана равно 23.  а) Приведите молекулярную формулу алкана.  б) Напишите структурные формулы всех алканов, удовлетворяющих условию задачи, главная цепь которых содержит пять атомов углерода. Укажите первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.
от

1 Ответ

дано:  
- Суммарное число атомов водорода и углерода в молекуле алкана равно 23.

найти:  
а) Определить молекулярную формулу алкана.  
б) Написать структурные формулы всех алканов, удовлетворяющих условию задачи, с главной цепью, содержащей пять атомов углерода. Указать первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.

решение:

а) Пусть n – количество атомов углерода (C), тогда количество атомов водорода (H) будет выражаться через n как H = 2n + 2.  
Сумма атомов равна 23:
- n + (2n + 2) = 23  
- 3n + 2 = 23  
- 3n = 21  
- n = 7  

Таким образом, молекулярная формула алкана: C7H(2*7 + 2) = C7H16 (гептан).

б) Теперь найдем все алканы, имеющие 5 атомов углерода в главной цепи, но при этом могут содержать и другие углеродные цепи или разветвления.

Структурные формулы для C7H16:
1. Нормальный гептан (н-гептан):  
   CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3

2. 2-Метилгексан:  
   CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3

3. 3-Метилгексан:  
   CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3

4. 2,2-Диметилпентан:  
   CH3-C(CH3)2-CH2-CH3

5. 2,3-Диметилпентан:  
   CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-CH2-CH3

6. 3,3-Диметилпентан:  
   CH3-CH2-C(CH3)2-CH3

7. 2,4-Диметилпентан:  
   CH3-CH(CH3)-CH2-CH(CH3)-CH3

8. 3,4-Диметилпентан:  
   CH3-CH2-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3

Типы атомов углерода в этих соединениях:
- Первичные (у которых один углеродный сосед): находятся в концах цепи CH3.
- Вторичные (с двумя углеродными соседями): находятся в CH2.
- Третичные (с тремя углеродными соседями): находятся в CH.
- Четвертичные (с четырьмя углеродными соседями): отсутствует.

ответ:  
а) Молекулярная формула алкана: C7H16 (гептан).  
б) Структурные формулы:  
1. Нормальный гептан: CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3  
2. 2-Метилгексан: CH3-CH(CH3)-CH2-CH2-CH3  
3. 3-Метилгексан: CH3-CH2-CH(CH3)-CH2-CH3  
4. 2,2-Диметилпентан: CH3-C(CH3)2-CH2-CH3  
5. 2,3-Диметилпентан: CH3-CH(CH3)-CH(CH3)-CH2-CH3  
6. 3,3-Диметилпентан: CH3-CH2-C(CH3)2-CH3  
7. 2,4-Диметилпентан: CH3-CH(CH3)-CH2-CH(CH3)-CH3  
8. 3,4-Диметилпентан: CH3-CH2-CH(CH3)-CH(CH3)-CH3  

- Первичные атомы углерода: присутствуют в концах цепи (например, CH3).  
- Вторичные атомы углерода: 9 (в CH2).  
- Третичные атомы углерода: 6 (в CH).  
- Четвертичные атомы углерода отсутствуют.
от