Какие углеводороды называются предельными? Приведите примеры углеводородов и назовите их одновалентные радикалы.
Предельные углеводороды – это органические соединения, в молекулах которых атомы углерода соединены только одинарными связями (σ-связями). Их называют алканами. Примеры: метан (CH4), этан (C2H6), пропан (C3H8). Одновалентные радикалы этих углеводородов называются алкилами: метил (CH3–), этил (C2H5–), пропил (C3H7–).
Запишите гомологический ряд метана и общую формулу предельных углеводородов.
Гомологический ряд метана: CH4, C2H6, C3H8, C4H10 и так далее. Общая формула предельных углеводородов: CnH2n+2.
Какие вещества называются гомологами? Что такое гомологическая разность?
Гомологи – это вещества, относящиеся к одному классу соединений, отличающиеся друг от друга на одну или несколько гомологических разностей – группы CH2. Например, метан и этан – гомологи, гомологическая разность между ними – CH2.
Каковы закономерности изменения физических свойств соединений в гомологическом ряду метана и метанола и чем они обусловлены?
В гомологическом ряду метана и метанола наблюдаются закономерности изменения физических свойств: – С увеличением числа углеродных атомов повышаются температуры плавления и кипения. – Возрастает плотность и уменьшается летучесть. Эти изменения обусловлены увеличением молекулярной массы и усилением межмолекулярных взаимодействий, таких как дисперсионные силы.
Приведите примеры, дайте определение и названия предельных одноатомных спиртов.
Примеры предельных одноатомных спиртов: метанол (CH3OH), этанол (C2H5OH), пропанол (C3H7OH). Это органические соединения, содержащие одну гидроксильную группу (–OH), связанную с углеводородным радикалом.
1. Дайте определение предельных одноатомных спиртов и приведите примеры.
Предельные одноатомные спирты – это органические соединения, в которых одна гидроксильная группа (-OH) связана с углеродным атомом предельного углеводорода. Их общая формула: CnH2n+1OH. Примеры: метанол (CH3OH), этанол (C2H5OH), пропанол (C3H7OH).
2. Что такое функциональная группа? Почему гидроксильная группа спирта называется функциональной?
Функциональная группа – это группа атомов в молекуле, определяющая её химические свойства и реакционную способность. Гидроксильная группа (-OH) называется функциональной, так как она обуславливает основные химические свойства спиртов, такие как способность образовывать водородные связи, вступать в реакции окисления, дегидратации и другие.
3. Как изменяется состав и физические свойства спиртов в гомологическом ряду метанола?
В гомологическом ряду метанола состав спиртов изменяется с увеличением числа углеродных атомов и атомов водорода в молекуле. Физические свойства: – С увеличением молекулярной массы повышаются температуры кипения и плавления из-за усиления межмолекулярных взаимодействий. – Растворимость в воде уменьшается, так как углеводородная часть молекулы становится больше, а гидрофильная гидроксильная группа влияет меньше.
4. Напишите структурные формулы веществ, имеющих состав C2H6O. Можно ли их назвать простыми эфирами? Ответ поясните.
– Этанол: CH3–CH2–OH – Диметиловый эфир: CH3–O–CH3 Этанол – спирт, так как содержит гидроксильную группу (-OH), а диметиловый эфир – простой эфир, так как состоит из двух углеводородных групп, соединённых атомом кислорода. Поэтому не все вещества состава C2H6O можно назвать простыми эфирами.
5. Объясните подвижность атомов водорода гидроксильной группы спирта и высокую реакционную способность его молекулы.
Подвижность атомов водорода гидроксильной группы объясняется полярностью связи O–H. Кислород обладает высокой электроотрицательностью, поэтому он притягивает электронную плотность от водорода, делая его атом частично положительно заряженным. Это обуславливает возможность водорода легко замещаться в химических реакциях. Высокая реакционная способность спиртов обусловлена гидроксильной группой, которая может участвовать в различных реакциях (например, с кислотами, основаниями, окислителями).
6. Напишите структурные формулы изомеров амилового спирта C5H11OH и назовите по международной номенклатуре.
1-пентанол: CH3–CH2–CH2–CH2–CH2–OH 2-пентанол: CH3–CH2–CH2–CH(OH)–CH3 3-пентанол: CH3–CH2–CH(OH)–CH2–CH3 2-метил-1-бутанол: CH3–CH(CH3)–CH2–CH2–OH 3-метил-1-бутанол: CH3–CH2–CH(CH3)–CH2–OH 2-метил-2-бутанол: CH3–C(CH3)(OH)–CH2–CH3 Все названия даны по международной (IUPAC) номенклатуре.
7. Приведите примеры, подтверждающие влияние функциональной группы —ОН на свойства утл сводородного радикала в молекуле спирта.
Гидроксильная группа (-ОН) делает спирты полярными, в отличие от неполярных углеводородов. Например: – Метан (CH4) – неполярный газ, а метанол (CH3OH) – полярная жидкость с высокой температурой кипения. – Углеводородный радикал сам по себе химически инертен, но в спиртах благодаря –ОН молекула становится реакционноспособной: вступает в реакции окисления, образования сложных эфиров и других соединений.
8. Какому из веществ — CH3CH2OH или CH3OCH3 — свойственна водородная связь и почему? Раскройте на схеме механизм образования водородной связи между молекулами метанола и укажите её отличия от ковалентной связи.
Вещество CH3CH2OH (этанол) образует водородные связи, потому что молекула имеет сильно полярную связь O–H. Атом водорода становится частично положительным, взаимодействуя с электроотрицательным кислородом других молекул. В CH3OCH3 (диметиловый эфир) такой связи нет, так как отсутствует связь O–H.
Механизм водородной связи в метаноле: Молекула CH3OH: атом водорода из группы O–H одной молекулы взаимодействует с атомом кислорода другой молекулы. – Отличие от ковалентной связи: водородная связь слабее, она межмолекулярная, а ковалентная – внутренняя связь внутри молекулы.
9. Объясните следующие закономерности изменения физических свойств у спиртов: 1) почему с увеличением числа атомов углерода в молекуле спирта его температура кипения возрастает, а при разветвлении углеродной цепи — понижается; 2) почему с увеличением молекулярной массы предельных одноатомных спиртов их растворимость в воде понижается.
Температура кипения спиртов увеличивается с ростом числа углеродных атомов, так как усиливается молекулярная масса и межмолекулярные силы (включая дисперсионные и водородные связи). При разветвлении цепи молекулы становятся компактнее, уменьшается площадь межмолекулярного взаимодействия, что понижает температуру кипения. С увеличением молекулярной массы предельных одноатомных спиртов растворимость в воде уменьшается, так как гидрофобная углеводородная часть молекулы (радикал) становится больше и подавляет влияние гидрофильной группы –ОН.