Условие задачи
Составьте молекулярные формулы алканов, в молекулах которых: а) 5 атомов углерода; б) 8 атомов углерода; в) 11 атомов углерода; г) х атомов углерода; д) 20 атомов водорода; е) 32 атома водорода; ж) y атомов водорода.
Решение
Мы имеем задание по органической химии, в частности по изучению алканов – насыщенных углеводородов. Для алканов справедлива общая формула:
CₙH₂ₙ₊₂
Найдем молекулярные формулы по условию задачи.
а) Если в молекуле 5 атомов углерода, тогда n = 5. Подставляем в формулу:
C₅H₂·5₊₂ = C₅H₁₂.
б) Если в молекуле 8 атомов углерода, то n = 8. Получаем:
C₈H₂·8₊₂ = C₈H₁₈.
в) Для 11 атомов углерода n = 11. Тогда формула алкана:
C₁₁H₂·11₊₂ = C₁₁H₂₄.
г) Для x атомов углерода подставляем n = x в общую формулу:
CₓH₂ₓ₊₂.
д) Если в молекуле 20 атомов водорода, то воспользуемся соотношением для алканов:
2n + 2 = 20.
Вычисляем:
2n = 20 − 2 = 18 ⇒ n = 9.
Соответственно, формула: C₉H₂₀.
е) Если в молекуле 32 атома водорода, то уравнение:
2n + 2 = 32.
Вычисляем:
2n = 32 − 2 = 30 ⇒ n = 15.
Получаем формулу: C₁₅H₃₂.
ж) Если в молекуле y атомов водорода, то имеем уравнение:
2n + 2 = y.
Решим относительно n:
2n = y − 2 ⇒ n = (y − 2)/2.
Таким образом, молекулярная формула алкана записывается как:
C₍y₋₂₎⁄₂Hᵧ,
при условии, что (y − 2)/2 является натуральным числом.
Таким образом, получены решения всех пунктов задачи.