Alkanes: liên kết công thức với các liên kết được hiển thị
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| displayed formula/dɪˈspleɪd ˈfɔːmjʊlə/ | công thức biểu diễn |
| alkane/ˈælkeɪn/ | ankan |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Ethane được viết là C₂H₆, nhưng công thức hiển thị của nó cũng cho thấy vị trí sáu nguyên tử hydro liên kết. Cả hai biểu diễn đều mô tả cùng một phân tử ở các mức độ chi tiết khác nhau.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Một dãy đồng đẳng là một họ hợp chất có cùng nhóm chức, công thức tổng quát và phản ứng hóa học tương tự. Công thức tổng quát của dãy đồng đẳng alkane là CnH2n+2. Đối với bốn thành viên đầu tiên, methane là CH₄, ethane C₂H₆, propane C₃H₈ và butane C₄H₁₀. Các thành viên kế tiếp nhau chênh lệch nhau bởi CH₂. Công thức hiển thị cho thấy từng nguyên tử và mỗi liên kết; carbon tạo bốn liên kết và hydro tạo một liên kết. Trong các alkane này, tất cả các liên kết carbon–carbon đều là liên kết đơn. Phân tử của chúng bão hòa.
- Alkane: Một hydrocarbon bão hòa trong dãy đồng đẳng có công thức tổng quát CnH2n+2; Công thức hiển thị: Một biểu diễn thể hiện từng nguyên tử và mỗi liên kết trong một phân tử.
Công thức phân tử nào đúng cho propane?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Alkanes tuân theo công thức CnH2n+2: với propane n = 3, nên H = 2x3 + 2 = 8, cho ra C3H8. C3H6 sẽ ẩn một liên kết đôi hoặc vòng, và C3H10 sẽ đòi hỏi cacbon năm liên kết (không thể tồn tại).
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Đối với mạch thẳng, mỗi carbon ở đầu chuỗi có ba nguyên tử hydro, trong khi carbon ở bên trong có hai. Methane không có carbon lân cận nào nên có bốn hydro. Đếm số đường liên kết tại mỗi carbon để kiểm tra cấu trúc hiển thị thay vì thêm hydro ngẫu nhiên. Công thức tổng quát xác định thành phần phân tử mong đợi của dãy này; bản thân thành phần phân tử chưa đủ để thiết lập một sự sắp xếp nguyên tử duy nhất.
- Xây dựng bốn phân tử đầu tiên bằng bộ dụng cụ mô hình hoặc sơ đồ hiển thị gốc. Đếm số carbon, tổng số hydro và liên kết tại mỗi nguyên tử. Chuyển đổi giữa công thức hiển thị và công thức phân tử, sau đó kiểm tra công thức được cung cấp theo H=2n+2. Câu hỏi có thể cung cấp một công thức mạch dài hơn mà không yêu cầu tên gọi cụ thể của nó. Giữ các tên gọi cần thiết giới hạn trong bốn cái trong phần đã thu thập.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: đối với n=3, số hydro dự kiến là H=2n+2=2×3+2=8, cho propane C₃H₈. Các carbon đầu của nó đóng góp 3+3 nguyên tử hydro và carbon ở giữa đóng góp 2, cũng cho ra 8. Đối với công thức C₆ được cung cấp, dãy alkane dự đoán 14 hydro; tên gọi cụ thể của nó không cần thiết cho phép tính này.
Một phân tử alkane có bảy nguyên tử carbon. Tìm số lượng nguyên tử hydro của nó. Sử dụng cùng một quy trình: các đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thay thế → đơn vị và giải thích.
Một phân tử alkane có bảy nguyên tử carbon. Tìm số lượng nguyên tử hydro của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 16 nguyên tử. Đã biết: alkane với n = 7 nguyên tử cacbon. Sử dụng H = 2n + 2. H = 2 x 7 + 2 = 16 nguyên tử. Số lượng giống nhau cũng đến từ 3 + 3 hydrogens trên hai cacbon đầu và 2 trên mỗi cacbon ở giữa: 6 + 10 = 16.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Đừng nhầm lẫn chỉ số dưới nhỏ với hệ số trong phương trình. C₂H₄ không thỏa mãn công thức alkane. Một carbon với năm liên kết cộng hóa trị thông thường không phải là alkane hiển thị hợp lệ ở đây. Những bản vẽ phẳng này biểu diễn liên kết, không phải các phân tử phẳng thẳng thực tế, góc liên kết hay kích thước nguyên tử tương đối.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Ethane cần một liên kết đôi carbon–carbon để thỏa mãn hóa trị của carbon. Nhận định này sai: Carbon tạo đúng bốn liên kết. Trong ethane, mỗi carbon sử dụng một liên kết cho carbon kia và ba liên kết cho hydro - hoàn tất chỉ với các liên kết đơn. Một C=C sẽ khiến nó trở thành ethene, không phải ethane.
Alkanes: kết nối công thức với các liên kết hiển thị: Đối với mạch thẳng, mỗi carbon ở đầu chuỗi có ba nguyên tử hydro, trong khi carbon ở bên trong có hai. Methane không có carbon lân cận nào nên có bốn hydro. Đếm số đường liên kết tại mỗi carbon để kiểm tra cấu trúc hiển thị thay vì thêm hydro ngẫu nhiên. Công thức tổng quát xác định thành phần phân tử mong đợi của dãy này; bản thân thành phần phân tử chưa đủ để thiết lập một sự sắp xếp nguyên tử duy nhất.
Ethane cần một liên kết đôi carbon–carbon để thỏa mãn hóa trị của carbon.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Cacbon tạo đúng bốn liên kết. Trong ethane, mỗi cacbon sử dụng một liên kết cho cacbon kia và ba liên kết cho hydrogens - hoàn chỉnh chỉ bằng liên kết đơn. Một C=C sẽ khiến nó trở thành ethene, không phải ethane.
Một hydrocarbon bão hòa trong dãy đồng đẳng có công thức tổng quát CnH2n+2: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
alkane nghĩa là một hydrocarbon bão hòa trong dãy đồng đẳng có công thức tổng quát CnH2n+2.