Какова молекулярная формула алкана, если его массовая доля углерода составляет 83,72 %? Также, составьте структурную формулу изомера этого углеводорода, который содержит четверичный атом углерода, и назовите его по международной номенклатуре.

Химия 11 класс Алканы и их изомеры молекулярная формула алкана массовая доля углерода структурная формула изомера четверичный атом углерода международная номенклатура углеводородов Новый

Для того чтобы определить молекулярную формулу алкана, зная его массовую долю углерода, следуем этим шагам:

1. Определим массовую долю водорода: Поскольку в алканах углерод и водород составляют 100% массы, мы можем вычислить массовую долю водорода:
• Массовая доля водорода = 100% - Массовая доля углерода = 100% - 83,72% = 16,28%
2. Определим соотношение углерода и водорода: Теперь, зная массовые доли, мы можем определить отношение количества атомов углерода (C) и водорода (H) в молекуле алкана. Для этого используем атомные массы:
• Атомная масса углерода (C) = 12 г/моль
• Атомная масса водорода (H) = 1 г/моль
3. Рассчитаем количество моль углерода и водорода:
• Количество моль углерода = 83,72 г / 12 г/моль = 6,978 моль
• Количество моль водорода = 16,28 г / 1 г/моль = 16,28 моль
4. Найдём соотношение: Теперь делим количество моль каждого элемента на наименьшее из них (в данном случае это углерод):
• Соотношение углерода = 6,978 / 6,978 = 1
• Соотношение водорода = 16,28 / 6,978 = 2,33
5. Приведём соотношение к целым числам: Умножим на 3, чтобы получить целые числа:
• Углерод: 1 * 3 = 3
• Водород: 2,33 * 3 = 7
6. Записываем молекулярную формулу: Таким образом, мы получаем, что молекулярная формула алкана: C3H7. Однако, это не соответствует алкану, так как алканы имеют формулу CnH2n+2. Поэтому пересчитаем:
• Для C3H8 (пропан) массовая доля углерода = (3*12) / (3*12 + 8*1) * 100% = 75%
• Для C4H10 (бутан) массовая доля углерода = (4*12) / (4*12 + 10*1) * 100% = 80%
• Для C5H12 (пентан) массовая доля углерода = (5*12) / (5*12 + 12*1) * 100% = 83,33%
• Для C6H14 (гексан) массовая доля углерода = (6*12) / (6*12 + 14*1) * 100% = 84,21%

Таким образом, на основе массовой доли углерода 83,72% мы можем предположить, что молекулярная формула алкана - C5H12 (пентан).

Теперь давайте составим структурную формулу изомера этого углеводорода, который содержит четверичный атом углерода. Одним из изомеров пентана является 2,2-диметилбутан.

Структурная формула 2,2-диметилбутана:

• Сначала нарисуем основную цепь из 4 атомов углерода (бутан):
• Затем добавим два метильных (CH3) заместителя на втором атоме углерода:

Структурно это выглядит так:

      CH3
       |
CH3- C - CH2 - CH3
       |
      CH3

По международной номенклатуре этот углеводород называется 2,2-диметилбутан.