Условие задачи

Укажите гомологи среди веществ, формулы которых приведены ниже:

Решение

Наша задача относится к органической химии, а именно к теме «Гомологические ряды». Гомологами называются соединения, принадлежащие к одному ряду, в которых между соседними представителями наблюдается постоянное изменение молекулярной формулы за счёт добавления одного однотипного фрагмента, как правило – группы ⁿ(–CH₂–)ⁿ. То есть, если между формулами двух соединений разница равна CH₂ , то они являются последовательными звеньями одного гомологического ряда.

Чтобы сформулировать решение, рассмотрим следующие основные моменты:

1. Определение гомологов. Два вещества называются гомологами, если их молекулы отличаются друг от друга добавлением одной и той же одноатомной или однофрагментной группы, чаще всего CH₂. При этом функциональная группа и общая схема строения остаются неизменными.

2. Пример для алканов. Рассмотрим традиционный гомологический ряд алканов:
• метан – CH₄;
• этан – C₂H₆;
• пропан – C₃H₈;
• бутан – C₄H₁₀.
Здесь видно, что между CH₄ и C₂H₆, между C₂H₆ и C₃H₈ и так далее разность формул составляет группу ⁿCH₂ⁿ (то есть добавляется один атом углерода и два атома водорода).

3. Пример для алкенов. Аналогично можно привести ряд алкенов:
• этен – C₂H₄;
• пропен – C₃H₆;
• бутен – C₄H₈.
Здесь снова между последовательными представителями наблюдается добавление группы CH₂.

Таким образом, если в условии задачи приведён перечень веществ с их молекулярными формулами, то для нахождения гомологов необходимо:

а) определить, к какому классу (алканы, алкены, спирты, карбоновые кислоты и т. п.) принадлежат эти вещества;
б) сравнить их молекулярные формулы и установить, между какими из них разница составляет группу CH₂.

Например, если в списке присутствуют следующие формулы:
– CH₄,
– C₂H₆,
– C₃H₈,
– C₂H₄,
– C₃H₆,
– C₄H₈,
то можно сделать вывод, что первые три вещества (CH₄, C₂H₆, C₃H₈) образуют гомологический ряд алканов, а далее (C₂H₄, C₃H₆, C₄H₈) – гомологический ряд алкенов.

Ответ:
Если рассматривать приведённый выше пример, то гомологи среди веществ составляют:
• (CH₄, C₂H₆, C₃H₈) – гомологический ряд алканов;
• (C₂H₄, C₃H₆, C₄H₈) – гомологический ряд алкенов.

Применяя правило постоянного прироста группы CH₂, можно однозначно определить, какие вещества являются гомологами.