Чтобы ответить на вопрос о том, какое из соединений включает в себя все атомы углерода в состоянии sp2-гибридизации, давайте рассмотрим каждое из предложенных соединений.
- Метилбензол (толуол): Это соединение состоит из бензольного кольца с одной метильной группой (-CH3). Все атомы углерода в бензольном кольце находятся в состоянии sp2-гибридизации, а углерод метильной группы - в sp3-гибридизации. Таким образом, не все атомы углерода в метилбензоле находятся в состоянии sp2.
- Венилбензол (стирол): Это соединение также состоит из бензольного кольца, к которому присоединена винильная группа (-CH=CH2). В этом случае углероды в бензольном кольце находятся в sp2-гибридизации, но углерод в винильной группе, который связан с бензольным кольцом, также находится в sp2-гибридизации. Однако углерод в CH2 группе (виниловой) находится в sp2, так что здесь также не все углероды в sp2.
- Бензол: Это простейшее ароматическое соединение, состоящее только из шести углеродов, которые образуют кольцо. Все атомы углерода в бензоле находятся в состоянии sp2-гибридизации, так как каждый углерод формирует три σ-связи (с соседними углеродами и водородами) и одну π-связь, образуя ароматическую систему.
- Этилбензол: Это соединение состоит из бензольного кольца и этильной группы (-C2H5). В нем все углероды в бензольном кольце находятся в sp2-гибридизации, но углерод в этильной группе находится в sp3-гибридизации. Таким образом, не все атомы углерода в этилбензоле находятся в состоянии sp2.
Таким образом, из всех предложенных вариантов бензол является единственным соединением, в котором все атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации.