ГДЗ по Химии 10 Класс Параграф 4 Вопрос 1 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Какие углеводороды называют алкенами? Приведите молекулярные и структурные формулы, а также названия алкенов, содержащих от двух до четырёх атомов углерода в молекуле.

Алкены — это углеводороды, которые содержат в своих молекулах одну двойную связь и имеют общую формулу CₙH₂ₙ.

Молекулярная формула	Структурная формула	Название
C₂H₄	CH₂=CH₂	Этен, или этилен
C₃H₆	CH₂=CH–CH₃	Пропен, или пропилен
C₄H₈	CH₂=CH–CH₂–CH₃	Бутен-1, или бутилен
C₄H₈		2-метилпропен, или изобутилен

Алкены — это органические соединения, которые принадлежат к группе углеводородов, содержащих хотя бы одну двойную связь между атомами углерода в молекуле. Двойная связь состоит из одной сигма-связи (σ-связь) и одной пи-связи (π-связь). Это отличие делает алкены более реакционноспособными по сравнению с другими углеводородами, такими как алканы, у которых все связи одинарные.

Общая формула алкенов:

Алкены имеют общую молекулярную формулу CₙH₂ₙ, где n — количество атомов углерода в молекуле. Из-за двойной связи на каждый атом углерода приходится два атома водорода. Таким образом, если число углеродов увеличивается, увеличивается и количество водородных атомов, но всегда будет соблюдаться соотношение 2n для водорода.

Примеры алкенов с от двух до четырёх атомов углерода:

1. Этен (C₂H₄)

Молекулярная формула: C₂H₄

Структурная формула: CH₂=CH₂

Этен, или этилен, является самым простым алкеном. Он состоит из двух атомов углерода, которые связаны двойной связью. Оба атома углерода находятся в центре молекулы и связаны с двумя атомами водорода каждый. Этен широко используется в промышленности, например, при производстве полиэтилена, который является основным материалом для пластиковых изделий.

2. Пропен (C₃H₆)

Молекулярная формула: C₃H₆

Структурная формула: CH₂=CH–CH₃

Пропен (или пропилен) имеет молекулу с тремя атомами углерода. Один из атомов углерода связан с двумя атомами водорода, а другой — с одним водородом и одной метильной группой (CH₃). Пропен используется в производстве полипропилена, который является важным полимером для изготовления пластиков и текстиля.

3. Бутен (C₄H₈)

Молекулярная формула: C₄H₈

Структурная формула: CH₂=CH–CH₂–CH₃

Бутен-1 (или бутилен) состоит из четырех атомов углерода. Молекула содержит две части: в одной из них углерод связан с двумя атомами водорода, а в другой — с одной метильной группой (CH₃) и двумя атомами водорода. Бутен используется в производстве различных пластиков и синтетических материалов, таких как полиэтилен.

4. Изобутилен (C₄H₈)

Молекулярная формула: C₄H₈

Структурная формула: CH₃–CH=CH–CH₃

Изобутилен (или 2-метилпропен) является изомером бутена. В его молекуле двойная связь находится между атомами углерода 2 и 3, а два других атома углерода связаны с метильными группами (CH₃). Изобутилен используется в химической промышленности для синтеза различных веществ, включая моторные масла и топливо.

Важные химические особенности алкенов:

1. Реакционная способность: Двойная связь между атомами углерода делает молекулы алкенов более реакционноспособными, чем молекулы алканов (в которых связи одинарные). Алкены активно участвуют в реакциях добавления, таких как гидрогенизация (добавление водорода), галогенирование (добавление галогенов), гидратация (добавление воды) и многие другие.

2. Геометрия молекулы: Двойная связь между углеродами заставляет молекулу быть плоской в области этой связи. Это значит, что углероды и атомы водорода, связанные с ними, находятся в одной плоскости. Такие молекулы обладают определенной цис-транс изомерией, где разные атомы или группы могут быть расположены на одной или разных сторонах двойной связи.

3. Изомерия: Алкены могут существовать в разных формах, называемых изомерами. Например, бутен может иметь два различных изомера — бутен-1 и бутен-2, в зависимости от того, где расположена двойная связь. Кроме того, возможна цис-транс изомерия, когда заместители расположены с одной или противоположных сторон двойной связи.

Заключение:

Алкены — это важный класс углеводородов, которые имеют широкое применение в химической промышленности, включая синтез пластмасс, полимеров и различных химических соединений. Знания о них важны для понимания химии углеводородов и их применения в различных отраслях промышленности.