Алканы: сопоставьте формулу с показанными связями
Введено| English | Значение |
|---|---|
| displayed formula/dɪˈspleɪd ˈfɔːmjʊlə/ | развёрнутая формула |
| alkane/ˈælkeɪn/ | алкан |
Что могло бы объяснить это наблюдение?
- Этан записывается как C₂H₆, но его развернутая формула также показывает, куда крепятся шесть атомов водорода. Оба представления описывают одну и ту же молекулу на разных уровнях детализации.
- Начните с гипотезы. Укажите величины или признаки, которые вы будете сравнивать, затем определите, какие доказательства могут различить два объяснения.
Построение модели
- Гомологический ряд — это семейство соединений с одинаковой функциональной группой и общей формулой, а также схожими химическими реакциями. Общая формула гомологического ряда алканов имеет вид CnH2n+2. Для первых четырёх представителей: метан — CH₄, этан — C₂H₆, пропан — C₃H₈ и бутан — C₄H₁₀. Последовательные члены различаются на группу CH₂. Развёрнутая формула отображает каждый атом и связь; углерод образует четыре связи, а водород — одну. В данных алканах все связи между атомами углерода являются одинарными. Их молекулы являются насыщенными.
- Алкан: насыщенный углеводород из гомологического ряда с общей формулой CnH2n+2; развёрнутая формула: представление, показывающее каждый атом и каждую связь в молекуле.
Какова правильная молекулярная формула для пропана?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Алканы подчиняются формуле CnH2n+2: для пропана n = 3, следовательно H = 2×3 + 2 = 8, что дает C3H8. C3H6 предполагал бы наличие двойной связи или цикла, а C3H10 потребовал бы невозможных пятивалентных атомов углерода.
Сопоставьте каждый технический термин с его точным определением.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Используйте определения для различения смежных величин и процессов.
Выберите доказательства для проверки
- Для прямой цепи каждый концевой атом углерода связан с тремя атомами водорода, тогда как внутренний атом углерода связан с двумя. У метана нет соседей-углеродов, поэтому он имеет четыре атома водорода. Подсчитайте линии связей у каждого атома углерода, чтобы проверить развёрнутую структуру, вместо того чтобы произвольно добавлять атомы водорода. Общая формула определяет ожидаемый молекулярный состав данного ряда; сам по себе молекулярный состав не обязательно устанавливает уникальное расположение атомов.
- Постройте первые четыре молекулы, используя набор для моделирования или оригинальные развёрнутые диаграммы. Подсчитайте количество атомов углерода, общее число атомов водорода и связей у каждого атома. Переводите между развёрнутыми и молекулярными формулами, затем проверьте предложенную формулу на соответствие H=2n+2. Вопрос может содержать формулу с более длинной цепью без требования её конкретного названия. Требуемые названия должны ограничиваться четырьмя членами из изученного раздела.
Какие две привычки делают расследование или модель в данном случае более обоснованными?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Указание условий и допущений позволяет другим точно воспроизвести работу, а фиксация подтверждающих данных даёт возможность проверить вывод. Сокрытие противоречащих результатов устраняет доказательства, способные оспорить ошибочный вывод, а одно измерение никогда не может обосновать более широкий claim.
Работайте с известными величинами
- Укажите известные значения и их единицы измерения. Выберите соотношение, предположения которого подходят к данному случаю, затем преобразуйте формулу перед подстановкой.
- Известно: при n=3 ожидаемое число атомов водорода равно H=2n+2=2×3+2=8, что соответствует пропану C₃H₈. Его концевые атомы углерода вносят 3+3 атомов водорода, а центральный атом углерода вносит 2, что также дает 8. Для предложенной формулы C₆ ряд алканов предсказывает 14 атомов водорода; её конкретное название не требуется для этого расчета.
Молекула алкана содержит семь атомов углерода. Найдите количество атомов водорода. Используйте ту же последовательность: известные величины → модель → соотношение → подстановка → единица и интерпретация.
Молекула алкана содержит семь атомов углерода. Найдите количество атомов водорода.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Результат составляет 16 атомов. Известно: алкан с n = 7 атомами углерода. Используйте формулу H = 2n + 2. H = 2 × 7 + 2 = 16 атомов. Тот же результат получается путем сложения 3 + 3 атомов водорода на двух концевых атомах углерода и 2 на каждом из пяти промежуточных атомов: 6 + 10 = 16.
Проверьте вывод и его ограничения
- Не путайте маленький нижний индекс с коэффициентом в уравнении. C₂H₄ не удовлетворяет формуле алкана. Углерод с пятью обычными ковалентными связями здесь не является допустимым для развёрнутой формулы алкана. Эти плоские рисунки изображают связи, а не реальные прямые планарные молекулы, углы связей или относительные размеры атомов.
- Вернитесь к первоначальному наблюдению. Объясните, что подтверждает результат, при каких условиях он верен и каким образом можно проверить конкурирующее объяснение.
Этану нужна двойная связь углерод-углерод для удовлетворения валентности углерода. Это утверждение неверно: углерод образует ровно четыре связи. В этане каждый углерод использует одну связь для другого атома углерода и три для атомов водорода — этого достаточно, даже при одних одинарных связях. Наличие C=C сделало бы это этиленом, а не этаном.
Алканы: свяжите формулу с развёрнутыми связями: Для прямой цепи каждый концевой атом углерода связан с тремя атомами водорода, тогда как внутренний атом углерода связан с двумя. У метана нет соседей-углеродов, поэтому он имеет четыре атома водорода. Подсчитайте линии связей у каждого атома углерода, чтобы проверить развёрнутую структуру, вместо того чтобы произвольно добавлять атомы водорода. Общая формула определяет ожидаемый молекулярный состав данного ряда; сам по себе молекулярный состав не обязательно устанавливает уникальное расположение атомов.
Этану нужна двойная связь между атомами углерода для удовлетворения валентности углерода.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Углеред образует ровно четыре связи. В этане каждый атом углерода использует одну связь для соединения с другим атомом углерода и три связи для атомов водорода — все валентности насыщены одинарными связями. Наличие C=C сделало бы это вещество этиленом, а не этаном.
Насыщенный углеводород в гомологическом ряду с общей формулой CnH2n+2: запишите технический термин.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
алкан означает насыщенный углеводород в гомологическом ряду с общей формулой CnH2n+2.