СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

ÂÛÑØÅÅ ÏÐÎÔÅÑÑÈÎÍÀËÜÍÎÅ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈÅ
В. Г. ИВАНОВ, О. Н. ГЕВА, Ю. Г. ГАВЕРОВА
СБОРНИК ЗАДАЧ
И УПРАЖНЕНИЙ
ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ
ХИМИИ
Рекомендовано
Учебнометодическим объединением
по специальностям педагогического образования
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальности «Биология»
1
ÓÄÊ 547(075.8)
ÁÁÊ 24.2ÿ73
È20
Ð å ö å í ç å í ò û:
çàâ. êàôåäðîé áèîõèìèè Ìîñêîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî
ìåäèêî-ñòîìàòîëîãè÷åñêîãî óíèâåðñèòåòà, ïðîôåññîð,
ä-ð ìåä. íàóê Ò. Ï. Âàâèëîâà;
äîöåíò Ìîñêîâñêîãî ãîñóäàðñòâåííîãî îáëàñòíîãî óíèâåðñèòåòà,
êàíä. áèîë. íàóê À. Ï. Êîíè÷åâà
È20
Èâàíîâ Â. Ã.
Ñáîðíèê çàäà÷ è óïðàæíåíèé ïî îðãàíè÷åñêîé õèìèè :
ó÷åá. ïîñîáèå äëÿ ñòóä. âûñø. ó÷åá. çàâåäåíèé / Â. Ã. Èâàíîâ,
Î. Í. Ãåâà, Þ. Ã. Ãàâåðîâà. — Ì. : Èçäàòåëüñêèé öåíòð «Àêàäåìèÿ», 2007. — 320 ñ.
ISBN 978-5-7695-3481-2
Ïðåäëîæåíû çàäà÷è è óïðàæíåíèÿ ðàçëè÷íîé ñòåïåíè ñëîæíîñòè
ïî îñíîâíûì ðàçäåëàì êóðñà îðãàíè÷åñêîé õèìèè. Ïðèâåäåíû çàäàíèÿ
ïî íîìåíêëàòóðå, èçîìåðèè, ñòðîåíèþ, ñâîéñòâàì è ñïîñîáàì ïîëó÷åíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ðàçíûõ êëàññîâ ñ ó÷åòîì èõ ñòðóêòóðíûõ
è ôóíêöèîíàëüíûõ îñîáåííîñòåé.
Ïîñîáèå ñîñòàâëÿåò ó÷åáíî-ìåòîäè÷åñêèé êîìïëåêò ñ ó÷åáíèêîì «Îðãàíè÷åñêàÿ õèìèÿ» è «Ïðàêòèêóìîì ïî îðãàíè÷åñêîé õèìèè».
Äëÿ ñòóäåíòîâ âûñøèõ ïåäàãîãè÷åñêèõ ó÷åáíûõ çàâåäåíèé.
ÓÄÊ 547(075.8)
ÁÁÊ 24.2ÿ73
Îðèãèíàë-ìàêåò äàííîãî èçäàíèÿ ÿâëÿåòñÿ ñîáñòâåííîñòüþ
Èçäàòåëüñêîãî öåíòðà «Àêàäåìèÿ», è åãî âîñïðîèçâåäåíèå ëþáûì ñïîñîáîì
áåç ñîãëàñèÿ ïðàâîîáëàäàòåëÿ çàïðåùàåòñÿ
ISBN 978-5-7695-3481-2
2
© Èâàíîâ Â. Ã., Ãåâà Î. Í., Ãàâåðîâà Þ. Ã., 2007
© Èçäàòåëüñêèé öåíòð «Àêàäåìèÿ», 2007
ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ
Ñáîðíèê çàäà÷ è óïðàæíåíèé ïî îðãàíè÷åñêîé õèìèè ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ñòóäåíòîâ õèìèêî-áèîëîãè÷åñêèõ ôàêóëüòåòîâ ïåäàãîãè÷åñêèõ óíèâåðñèòåòîâ.
Ñòðóêòóðà ïîñîáèÿ â öåëîì íîñèò òðàäèöèîííûé õàðàêòåð è
ñîîòâåòñòâóåò ïðîãðàììå äèñöèïëèí ïî ñïåöèàëüíîñòè «Áèîëîãèÿ». Ìàòåðèàë ïîñîáèÿ ñèñòåìàòèçèðîâàí ïî êëàññàì îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Äëÿ êàæäîãî êëàññà îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé
ïðèâåäåíû óïðàæíåíèÿ ïî íîìåíêëàòóðå, èçîìåðèè, ñòðîåíèþ,
ñâîéñòâàì è ñïîñîáàì ïîëó÷åíèÿ. Ìíîãèå çàäà÷è ïîñâÿùåíû èçó÷åíèþ ñòðîåíèÿ è ñâîéñòâ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, ÷òî ÿâëÿåòñÿ
íåîáõîäèìûì ýòàïîì îñâîåíèÿ òåîðèè ñòðîåíèÿ è ôóíêöèé áèîëîãè÷åñêè àêòèâíûõ ñîåäèíåíèé â æèâûõ îðãàíèçìàõ. Òåì ñàìûì
ñîçäàþòñÿ óñëîâèÿ äëÿ óñïåøíîãî îâëàäåíèÿ êóðñàìè áèîõèìèè,
ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè è áèîòåõíîëîãèè.
 ïîñîáèå âêëþ÷åíû çàäàíèÿ íà îïðåäåëåíèå ñòðîåíèÿ âåùåñòâ,
íåêîòîðûå ðàñ÷åòíûå çàäà÷è, óïðàæíåíèÿ, óñòàíàâëèâàþùèå ãåíåòè÷åñêóþ ñâÿçü ìåæäó îòäåëüíûìè êëàññàìè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Äëÿ íåêîòîðûõ çàäàíèé (îíè îòìå÷åíû çâåçäî÷êîé) äàíû
îòâåòû.
Àâòîðû íàäåþòñÿ, ÷òî ïîñîáèå îêàæåòñÿ ïîëåçíûì ïðè ïîäãîòîâêå ñòóäåíòîâ ê ñåìèíàðñêèì çàíÿòèÿì, çà÷åòàì è ýêçàìåíàì.
Âñå çàìå÷àíèÿ è ïðåäëîæåíèÿ áóäóò ïðèíÿòû àâòîðàìè ñ áëàãîäàðíîñòüþ.
3
Ãëàâà 1
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÏÎÍßÒÈß
ÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÎÉ ÕÈÌÈÈ
1.1. Íàïèøèòå ýëåêòðîííûå êîíôèãóðàöèè àòîìîâ óãëåðîäà,
àçîòà è êèñëîðîäà. Êàêóþ âàëåíòíîñòü ïðîÿâëÿþò ýòè ýëåìåíòû?
Ïî÷åìó óãëåðîä îáû÷íî ïðîÿâëÿåò âàëåíòíîñòü, ðàâíóþ ÷åòûðåì?
1.2. Ïðèâåäèòå ýëåêòðîííûå êîíôèãóðàöèè àòîìîâ áåðèëëèÿ,
áîðà è óãëåðîäà â îñíîâíîì è âîçáóæäåííîì ñîñòîÿíèè. Êàêóþ
âàëåíòíîñòü ìîãóò ïðîÿâëÿòü àòîìû â ýòèõ ñîñòîÿíèÿõ?
1.3. Äàéòå îïðåäåëåíèå ïîíÿòèÿ «õèìè÷åñêàÿ ñâÿçü». Îõàðàêòåðèçóéòå îñíîâíûå òèïû õèìè÷åñêîé ñâÿçè. Êàêèå õèìè÷åñêèå ñâÿçè
ðåàëèçóþòñÿ â ìîëåêóëàõ âåùåñòâ, ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû êîòîðûõ
ïðèâåäåíû:
Br
Br
δ+
H
H
H
δ−
δ+ δ−
Br
H C Cl
H
NaF
H C ONa
..
H N H
H
H H
H
H C C H
H H
H
H
+
H N H Cl
H
−
H C K
+
CH3 O
H
CH3 C
H
H
H C CNa
O
ONa
1.4. Îáúÿñíèòå ïîÿâëåíèå äðîáíûõ çàðÿäîâ íà àòîìàõ â ìîëåêóëàõ íåêîòîðûõ ñîåäèíåíèé, ïðèâåäåííûõ â çàäàíèè 1.3. Êàêèå àòîìû
èìåþò öåëûé çàðÿä? Óêàæèòå íåäîñòàþùèå çàðÿäû è îáúÿñíèòå
ïðè÷èíó èõ ïîÿâëåíèÿ.
1.5. Îõàðàêòåðèçóéòå ïîíÿòèå «ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîñòü» àòîìà.
Îïðåäåëèòå, êàêèå èç ñâÿçåé íåïîëÿðíûå èëè ñëàáîïîëÿðíûå,
à êàêèå — ïîëÿðíûå è èîííûå: їÍ, їÑ, їÎ, ≡їNa,
C—Cl, C—K, C—I.
4
1.6.  ïðèâåäåííûõ ôîðìóëàõ óêàæèòå, åñëè ýòî âîçìîæíî, íåïîäåëåííûå ïàðû ýëåêòðîíîâ (òî÷êàìè) è çàðÿäû:
CH3
CH3 OH
H N CH3
H
..
CH3 ..
S CH3
CH3
CH2 O
H
H
CH3
H N H Cl
CH3
S
CH3
H
H
1.7. Äàéòå îïðåäåëåíèå ïîíÿòèé «ñâÿçûâàþùèå ìîëåêóëÿðíûå
îðáèòàëè», «ðàçðûõëÿþùèå ìîëåêóëÿðíûå îðáèòàëè». Êàê ðàñïðåäåëÿþòñÿ ïî îðáèòàëÿì ýëåêòðîíû ïðè îáðàçîâàíèè êîâàëåíòíîé
ñâÿçè?
1.8*. Äàéòå îïðåäåëåíèå ïîíÿòèÿ «ýíåðãèÿ äèññîöèàöèè». Ïîëüçóÿñü äàííûìè ïðèë. 1, ðàññ÷èòàéòå ýíåðãåòè÷åñêèé ýôôåêò âçàèìîäåéñòâèÿ ìîëåêóëÿðíîãî ôòîðà ñ ìåòàíîì.
1.9. Ðàññ÷èòàéòå ýíåðãåòè÷åñêèé ýôôåêò (ñì. ïðèë. 1) âçàèìîäåéñòâèÿ ìîëåêóëÿðíîãî õëîðà è èîäà ñ ìåòàíîì â ðåàêöèè ìîíîãàëîãåíèðîâàíèÿ. Ñðàâíèòå ðåàêöèîííóþ ñïîñîáíîñòü õëîðà è èîäà
â ýòèõ ðåàêöèÿõ.
1.10. ×òî ïîíèìàþò ïîä òåðìèíîì «ãèáðèäèçàöèÿ îðáèòàëåé»?
Êàêèå âèäû ãèáðèäèçàöèè âîçìîæíû äëÿ àòîìà óãëåðîäà â îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâàõ? Êàêóþ ôîðìó èìåþò àòîìíûå îðáèòàëè óãëåðîäà â ñîñòîÿíèè sp3-ãèáðèäèçàöèè? Êàê îíè ðàñïîëîæåíû â
ïðîñòðàíñòâå?
1.11. Èçîáðàçèòå ñõåìû ðàñïîëîæåíèÿ îðáèòàëåé àòîìà óãëåðîäà â sp3-, sp2- è sp-ãèáðèäíîì ñîñòîÿíèè. Îòìåòüòå ïîëîæåíèå íåãèáðèäèçîâàííûõ îðáèòàëåé. Êàêèå ïðîñòûå âåùåñòâà ñîîòâåòñòâóþò
êàæäîìó âàëåíòíîìó ñîñòîÿíèþ àòîìà óãëåðîäà?
1.12. Êàê ïðîèñõîäèò îáðàçîâàíèå σ-ñâÿçè? Ïîëüçóÿñü ãðàíè÷íûìè ïîâåðõíîñòÿìè àòîìíûõ îðáèòàëåé, èçîáðàçèòå ñõåìû øåñòè âèäîâ σ-ñâÿçåé.
1.13*. Êàêèå âèäû σ-ñâÿçåé è â êàêîì êîëè÷åñòâå ðåàëèçóþòñÿ â
ìîëåêóëå 1,2-äèõëîðýòàíà?
1.14. Îõàðàêòåðèçóéòå ïîíÿòèå «π-ñâÿçü». Êàêèå âèäû π-ñâÿçåé
ñóùåñòâóþò? Íàðèñóéòå ñõåìû îáðàçîâàíèÿ π-ñâÿçåé â ìîëåêóëàõ
ýòèëåíà Ñ2Í4 è àöåòèëåíà Ñ2Í2.
1.15. Êàêèå âèäû σ- è π-ñâÿçåé ðåàëèçóþòñÿ â ìîëåêóëàõ 2-ìåòèëáóòåíà-1, ïåíòèíà-2?
1.16. Ïîëüçóÿñü ïðåäñòàâëåíèÿìè î ãðàíè÷íûõ ïîâåðõíîñòÿõ
àòîìíûõ îðáèòàëåé è ñîáëþäàÿ âàëåíòíûå óãëû, èçîáðàçèòå ñõåìó
* Äëÿ óïðàæíåíèé, îòìå÷åííûõ çâåçäî÷êîé, äàíû îòâåòû.
5
ñòðîåíèÿ ìîëåêóë ìåòàíà, ýòàíà, ïðîïåíà, ïðîïèíà. Óêàæèòå çíà÷åíèÿ âàëåíòíûõ óãëîâ ó êàæäîãî àòîìà óãëåðîäà; îïðåäåëèòå âèäû
σ-ñâÿçåé â ýòèõ ìîëåêóëàõ.
1.17. Îïðåäåëèòå âèä ãèáðèäèçàöèè àòîìîâ óãëåðîäà â ñîåäèíåíèÿõ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
a) CH2 CH C
O
H
á) CH2 CH C CH
â) CH3 C
N
ã)
CH3
1.18*. Îïðåäåëèòå âêëàä s-îðáèòàëè â îáðàçîâàíèå sp3-, sp2- è
sp-ãèáðèäíûõ îðáèòàëåé. Êàê ýòî ñêàçûâàåòñÿ íà ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîñòè àòîìà óãëåðîäà?
1.19. Îïèøèòå ïðîñòðàíñòâåííîå ñòðîåíèå ñëåäóþùèõ ÷àñòèö:
Ñ͕3 , ÑÍ3+, ÑÍ3−. Êàê ðàñïðåäåëåíû ýëåêòðîíû â ýòèõ ÷àñòèöàõ ïî
ýíåðãåòè÷åñêèì ïîäóðîâíÿì?
1.20. Îáúÿñíèòå òåðìèíû «êîëëèãàöèÿ» è «êîîðäèíàöèÿ». Ïðèâåäèòå ïðèìåðû.
1.21. Êàêóþ ñâÿçü íàçûâàþò äîíîðíî-àêöåïòîðíîé? Èñïîëüçóÿ
îêòåòíûå ôîðìóëû Ëüþèñà, äîïèøèòå ñëåäóþùèå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé:
..
à) CH3 ..
S CH3 + H+
..
á) CH3—NH2 + HCl
â) FeCl3 + Cl2
..
ã) H3N + BF3
1.22. Äëÿ ïðèâåäåííûõ óðàâíåíèé îïðåäåëèòå, ïî êàêîìó ìåõàíèçìó îáðàçóþòñÿ íîâûå ñâÿçè, â êàêèõ ñîåäèíåíèÿõ ðåàëèçóåòñÿ
ñåìèïîëÿðíàÿ ñâÿçü:
.. −
..
−
à) FeCl3 + :Cl:
[:Cl:FeCl
3]
..
..
O
á) H C .. − + H+
O:
..
â)
6
CH 3
CH 3
:O :
+ BF 3
O
H C ..
O
.. H
CH 3
CH 3
+
−
:O : BF 3
..
+
ã) CH3 O
.. H + H
ä) H 3N: + SO3
å) CH3 H2N: + BF3
æ)
+
CH3 O
+
H
−
H 3N:SO 3
+
−
CH3 H2N:BF3
+ −
N: + SO3
..
+
ç) CH3 O
+
CH
H
3
..
H
N:SO3
+
CH3 O
H
CH3
Êàêèå èç âåùåñòâ ÿâëÿþòñÿ äîíîðàìè ýëåêòðîííûõ ïàð, êàêèå — àêöåïòîðàìè?
1.23*. Ðàñïîëîæèòå â ïîðÿäêå âîçðàñòàíèÿ ïîëÿðèçóåìîñòè ñâÿçè Ñ—Õ (Õ = F, Cl, Br, I) âåùåñòâà, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû: CH3—I, CH3—Cl, CH3—F, CH3—Br. Êàêèå ôàêòîðû îïðåäåëÿþò ïîëÿðèçóåìîñòü ñâÿçè? Êàê â ýòîì ðÿäó áóäåò èçìåíÿòüñÿ
ïîëÿðíîñòü ñâÿçè?
1.24. Ðàñïîëîæèòå â ïîðÿäêå âîçðàñòàíèÿ ïîëÿðíîñòè ñâÿçåé
Ñ—Í âåùåñòâà, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû: H3C—CH2—H,
HC≡CH, CH2=CH2. Êàê â ýòîì ðÿäó èçìåíÿþòñÿ äëèíà è ýíåðãèÿ
ñâÿçè їÑ? Êàê ýòî îòðàæàåòñÿ íà êèñëîòíûõ ñâîéñòâàõ âåùåñòâ?
1.25*. Ðàññ÷èòàéòå äëèíó îäèíàðíûõ ñâÿçåé Ñ—Ñ â ìîëåêóëàõ
ñîåäèíåíèé, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû: à) CH3—CH=CH2;
á) CH3—CH2—C≡CH; â) CH2=CH—C≡CH. Êîâàëåíòíûé ðàäèóñ
àòîìà óãëåðîäà ïðè sp3-ãèáðèäèçàöèè ðàâåí 0,0767 íì, sp2-ãèáðèäèçàöèè — 0,0742 íì, sp-ãèáðèäèçàöèè — 0,0668 íì.
1.26. Êàêèå ÷àñòèöû îáðàçóþòñÿ ïðè ãîìîëèòè÷åñêîì è ãåòåðîëèòè÷åñêîì ðàñïàäå ñâÿçåé Ñ—Í è Ñ—Ñ â ìîëåêóëå ýòàíà? Íàçîâèòå èõ.
1.27. Êàêèå ÷àñòèöû îáðàçóþòñÿ ïðè ãîìîëèòè÷åñêîì è ãåòåðîëèòè÷åñêîì ðàñïàäå ñâÿçåé Ñ—Í è Ñ—Ñ â ìîëåêóëàõ ïðîïàíà è
èçîáóòàíà? Íàçîâèòå èõ.
1.28. Äàéòå îïðåäåëåíèå ïîíÿòèé «êèñëîòà ïî Ëüþèñó», «îñíîâàíèå ïî Ëüþèñó». Äëÿ óðàâíåíèé, ïðèâåäåííûõ â çàäàíèè 1.21,
óêàæèòå, êàêèå âåùåñòâà ÿâëÿþòñÿ êèñëîòàìè Ëüþèñà, êàêèå —
îñíîâàíèÿìè Ëüþèñà.
1.29*. Äîïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé è óêàæèòå, êàêèå âåùåñòâà
ÿâëÿþòñÿ îñíîâàíèÿìè Ëüþèñà, à êàêèå — êèñëîòàìè Ëüþèñà;
òî÷êàìè îòìåòüòå ñâîáîäíûå ýëåêòðîííûå ïàðû:
à) CH3—NH2 + H+
á) CH3—O—H + H+
â) NH3 + BF3
ã) CO2 + H2O
7
æ) Ag+ + CN−
ç) CH3—S—CH3 + HCl
ä) CH3—SH + CH3I
å) (CH3)2—NH + HCl
1.30. Êèñëîòíî-îñíî́âíûå ðåàêöèè ïî Áðåíñòåäó ìîæíî ñ÷èòàòü
÷àñòíûì ñëó÷àåì êèñëîòíî-îñíî́âíûõ ðåàêöèé ïî Ëüþèñó (îñíîâàíèå ïðåäîñòàâëÿåò ýëåêòðîííóþ ïàðó òîëüêî ïðîòîíó). Ñðåäè
óðàâíåíèé, ïðèâåäåííûõ â çàäàíèè 1.29, âûáåðèòå òå, â êîòîðûõ
ïðèíèìàåò ó÷àñòèå êèñëîòà Áðåíñòåäà.
1.31. Ðàñïîëîæèòå âåùåñòâà, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû, â
ïîðÿäêå óñèëåíèÿ êèñëîòíûõ ñâîéñòâ: CH4, HF, CH3OH, NH3.
1.32. Êàê èçìåíÿþòñÿ êèñëîòíûå ñâîéñòâà â ðÿäó: àëêàíîëû
R—O—H, òèîëû R—S—H, ñåëåíîëû R—Se—H. Ñðàâíèòå àòîìíûå ðàäèóñû êèñëîðîäà, ñåðû è ñåëåíà; ïîëÿðèçóåìîñòü ñâÿçåé
ΗÍ, S—H, Se—Í; óñòîé÷èâîñòü îáðàçóþùèõñÿ ïðè äèññîöèàöèè àíèîíîâ R—O−, R—S−, R—Se−. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé
àëêàíîëà, òèîëà è ñåëåíîëà ñ ãèäðîêñèäîì íàòðèÿ.
1.33. Îõàðàêòåðèçóéòå ïîíÿòèå «èíäóêöèîííûé ýôôåêò». Êàê
îïðåäåëÿþò çíàê èíäóêöèîííîãî ýôôåêòà? Ïðèâåäèòå ïðèìåðû
âåùåñòâ, â êîòîðûõ ïðîÿâëÿåòñÿ ïîëîæèòåëüíûé (+ I ) è îòðèöàòåëüíûé (− I ) èíäóêöèîííûé ýôôåêò.
1.34. Ðàñïîëîæèòå âåùåñòâà, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû, â
ïîðÿäêå óñèëåíèÿ îòðèöàòåëüíîãî èíäóêöèîííîãî ýôôåêòà çàìåñòèòåëåé: CH3—COOH, Cl—CH 2—COOH, F—CH 2—COOH,
Br—CH2—COOH, I—CH2—COOH. Êàê èçìåíÿþòñÿ êèñëîòíûå
ñâîéñòâà âåùåñòâ â ýòîì ðÿäó? Êàêèå ôàêòîðû îïðåäåëÿþò èíäóêöèîííûé ýôôåêò?
1.35*. Ðàñïîëîæèòå âåùåñòâà, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû, â
ïîðÿäêå óñèëåíèÿ ïîëîæèòåëüíîãî èíäóêöèîííîãî ýôôåêòà àëêèëüíûõ ðàäèêàëîâ:
à) CH3 C
O
á) H C
OH
ã) CH3
CH3 O
C C
CH OH
O
OH
â) CH3
ä) CH3
3
CH2 C
CH C
CH3
O
OH
O
OH
Êàêîå âëèÿíèå îêàçûâàåò ýòîò ýëåêòðîííûé ýôôåêò íà êèñëîòíûå ñâîéñòâà ñîåäèíåíèé?
1.36. Óêàæèòå, â êàêèõ èç ñîåäèíåíèé, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû, çàìåñòèòåëè ïðîÿâëÿþò ïîëîæèòåëüíûé èíäóêöèîííûé
ýôôåêò, â êàêèõ — îòðèöàòåëüíûé èíäóêöèîííûé ýôôåêò:
NO2—CH2—COOH
N≡C—CH2—COOH
CH3—CH2—COOH
CH3—COOH H—COOH HO—CH2—COOH H2N—CH2—COOH
8
Cl—CH2—COOH
−
O—CH2—CH3
Cl—CH2—CH2—COOH
Na—CH2—CH3
+
NaO
HO—CH2—CH3
Cl—Mg—CH2—CH2—CH3
−
Èíäóêöèîííûé ýôôåêò êàêîãî àòîìà ïðèíÿò ðàâíûì íóëþ?
1.37. Ðàñïîëîæèòå âåùåñòâà, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû, â
ïîðÿäêå óñèëåíèÿ êèñëîòíûõ ñâîéñòâ:
NO2—CH2—COOH
CH3—COOH
CH3—CH2—COOH
H—COOH
H2N—CH2—COOH
HO—CH2—CH3
Äàéòå îáúÿñíåíèÿ.
1.38. Ðàñïîëîæèòå ñîåäèíåíèÿ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû,
â ïîðÿäêå óñèëåíèÿ êèñëîòíûõ ñâîéñòâ:
CH3 CH2 CH COOH
CH3—CH2—CH2—COOH
Cl
CH3 CH CH2 COOH
Cl—CH2—CH2—CH2—COOH
Cl
Êàê èçìåíÿåòñÿ ïîëÿðíîñòü ñâÿçè Î—Í ïðè óäàëåíèè àòîìà
õëîðà îò êàðáîêñèëüíîé ãðóïïû?
1.39*. Ðàñïîëîæèòå ñîåäèíåíèÿ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû,
â ïîðÿäêå îñëàáëåíèÿ êèñëîòíûõ ñâîéñòâ:
à) CH3—COOH;
â) CH2Cl—COOH;
á) CHCl2—COOH;
ã) CCl3—COOH.
Êàê èçìåíÿåòñÿ ïîëÿðíîñòü ñâÿçè Î—Í êàðáîêñèëüíîé ãðóïïû ïðè óâåëè÷åíèè ÷èñëà ýëåêòðîíîàêöåïòîðíûõ çàìåñòèòåëåé â
ìîëåêóëå êàðáîíîâîé êèñëîòû?
1.40. Êàêîå èç âåùåñòâ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû, îáëàäàåò
áî́ëüøèì äèïîëüíûì ìîìåíòîì:
à) CH3—CH2—Br èëè CH3—CH2—F;
á) CH3—CH2—CH2—I èëè CH3—I?
1.41. Îõàðàêòåðèçóéòå ïîíÿòèå «ìåçîìåðíûé ýôôåêò». Êàêèå
óñëîâèÿ äîëæíû âûïîëíÿòüñÿ äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ ìåçîìåðíîãî
ýôôåêòà? Íàçîâèòå âèäû ìåçîìåðíîãî ýôôåêòà.
1.42. Ïðè ïîìîùè ãðàíè÷íûõ ïîâåðõíîñòåé èçîáðàçèòå ñòðîåíèå ìîëåêóëû áóòàäèåíà-1,3.  êàêîì âàëåíòíîì ñîñòîÿíèè íàõî9
äÿòñÿ àòîìû óãëåðîäà? Êàê ðàñïîëàãàþòñÿ íåãèáðèäèçîâàííûå
p-îðáèòàëè? Íàïèøèòå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ ñòðóêòóð è ìåçîôîðìóëó.
1.43*. Êàêèå àòîìû íàçûâàþò «àòîìàìè ñ íåäîñòðîåííûìè äî
îêòåòà ýëåêòðîííûìè îáîëî÷êàìè»?  ïðèâåäåííûõ ôîðìóëàõ îòìåòüòå àòîìû ñ äîñòðîåííûìè äî îêòåòà è íåäîñòðîåííûìè äî
îêòåòà ýëåêòðîííûìè îáîëî÷êàìè:
à) CH3—CH=CH2
á) CH3—C≡CH
â) CH3 C
O
H
ã) CH3—CH2—C≡N
ä) HO—CH=CH2
å) CH3 C
O
OH
O
æ) CH3 CH2 N
O
+
ç) CH3—C H2
è)
CH3
CH3
.
CH
+
ê) CH2=CH—C H2
·
ë) CH2=CH—C H2
−
ì) CH2=CH—C H2
í) −CH2 C
O
H
î) CH2 CH C
O
H
1.44. Â ôîðìóëàõ ä, å, ê, ë, í, î çàäàíèÿ 1.43 ñòðåëêàìè ïîêàæèòå ñìåùåíèå (äåëîêàëèçàöèþ) ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè.
1.45. Íàïèøèòå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ ñòðóêòóð è ìåçîôîðìóëó
àêðèëîâîé êèñëîòû CH2=CH—COOH. Êàêîé ìåçîìåðíûé ýôôåêò
õàðàêòåðåí äëÿ ýòîé ìîëåêóëû?
10
1.46. Ïðè ïîìîùè ãðàíè÷íûõ ïîâåðõíîñòåé èçîáðàçèòå ìîëåêóëó âèíèëõëîðèäà CH2=CH—Cl. Óêàæèòå àòîìû ñ äîñòðîåííûìè
äî îêòåòà è íåäîñòðîåííûìè äî îêòåòà ýëåêòðîííûìè îáîëî÷êàìè; ïîêàæèòå íàïðàâëåíèå ñìåùåíèÿ ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè; îòìåòüòå âèä ìåçîìåðíîãî ýôôåêòà; íàïèøèòå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ
ñòðóêòóð è ìåçîôîðìóëó äëÿ äàííîãî ñîåäèíåíèÿ. Êàê îïðåäåëÿåòñÿ çíàê ìåçîìåðíîãî ýôôåêòà?
1.47. Íàïèøèòå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ ñòðóêòóð è ìåçîôîðìóëû
äëÿ ñëåäóþùèõ ÷àñòèö:
+
a) CH2 CH CH2
.
á) CH2 CH CH2
â) CH 2
−
CH CH 2
ã) −CH2 C
O
H
Ñêîëüêî ýëåêòðîíîâ íàõîäèòñÿ íà íåñâÿçûâàþùåé îðáèòàëè?
Êàê π-ñâÿçü âëèÿåò íà óñòîé÷èâîñòü ýòèõ ÷àñòèö?
1.48. Ñ ïîìîùüþ ïðåäåëüíûõ ñòðóêòóð ïîêàæèòå äåëîêàëèçàöèþ
çàðÿäà â èîíàõ:
−
O N
O
−
O
C N
−
O
−
O
+
C O
CH3 C
O H
H
Íàïèøèòå ìåçîôîðìóëû èîíîâ.
1.49*. Êàêèå îðáèòàëè ïåðåêðûâàþòñÿ ïðè σ,π-ñîïðÿæåíèè? Íàðèñóéòå, èñïîëüçóÿ ãðàíè÷íûå ñòðóêòóðû, ìîëåêóëó ïðîïåíà. Ïîêàæèòå íàïðàâëåíèå ñìåùåíèÿ ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè; íàïèøèòå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ ñòðóêòóð è ìåçîôîðìóëó ïðîïåíà.
1.50. Ïîêàæèòå íàïðàâëåíèå ñìåùåíèÿ ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè
â ìîëåêóëàõ ìåòèëàöåòèëåíà CH3—C≡CH è óêñóñíîãî àëüäåãèäà
CH3—CHÎ. Íàïèøèòå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ ñòðóêòóð è ìåçîôîðìóëû.
1.51. Ïðè âûñîêîòåìïåðàòóðíîì õëîðèðîâàíèè áóòåíà-1 îáðàçóåòñÿ ãëàâíûì îáðàçîì 3-õëîðáóòåí-1. Îáúÿñíèòå âûñîêóþ ïîäâèæíîñòü àòîìà âîäîðîäà ó òðåòüåãî àòîìà óãëåðîäà ãëàâíîãî ïðîäóêòà ðåàêöèè.
1.52. Óñòîé÷èâîñòü êàðáêàòèîíîâ âîçðàñòàåò îò ïåðâè÷íûõ ê òðåòè÷íûì. Îáúÿñíèòå ýòîò ôàêò, èñïîëüçóÿ ýëåêòðîííûå ïðåäñòàâëåíèÿ, íà ïðèìåðå ñëåäóþùèõ êàðáêàòèîíîâ:
+
CH3 CH2
+
CH3 CH
CH3
CH3
CH3 C +
CH3
11
Íàïèøèòå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ ñòðóêòóð è ìåçîôîðìóëó äëÿ
âòîðè÷íîãî êàðáêàòèîíà. Êàê äåëîêàëèçàöèÿ çàðÿäà âëèÿåò íà óñòîé÷èâîñòü êàðáêàòèîíîâ? Îêàçûâàåò ëè âëèÿíèå íà äåëîêàëèçàöèþ ïîëîæèòåëüíîãî çàðÿäà + I-ýôôåêò?
1.53. Êàê èçìåíÿåòñÿ óñòîé÷èâîñòü ñëåäóþùèõ àëêèëüíûõ ðàäèêàëîâ:
CH3
.
CH2
.
CH
CH3
CH3
CH3
C.
CH3
CH3
Êàê âëèÿåò ñâåðõñîïðÿæåíèå íà äåëîêàëèçàöèþ íåñïàðåííîãî
ýëåêòðîíà? Íàïèøèòå ôîðìóëó ïðåäåëüíîé ñòðóêòóðû è ìåçîôîðìóëó äëÿ âòîðè÷íîãî ðàäèêàëà.
1.54*. Îïðåäåëèòå âèäû ìåçîìåðíîãî ýôôåêòà äëÿ ñîåäèíåíèé
è ÷àñòèö, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû â çàäàíèè 1.43.
1.55. Êàêèå ðåàãåíòû îòíîñÿò ê íóêëåîôèëüíûì? Ïðèâåäèòå
ïðèìåðû íåéòðàëüíûõ ìîëåêóë è èîíîâ, ïðîÿâëÿþùèõ íóêëåîôèëüíûå ñâîéñòâà.
1.56. Ïðèâåäèòå ïðèìåðû ýëåêòðîôèëüíûõ ðåàãåíòîâ, èìåþùèõ
âàëåíòíóþ îðáèòàëü, à òàêæå èîíîâ è ìîëåêóë, ñîäåðæàùèõ àòîìû ñ ïîíèæåííîé ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòüþ.
1.57*. Îïðåäåëèòå, ïî êàêîìó ìåõàíèçìó ïðîòåêàþò ñëåäóþùèå
ðåàêöèè:
à) CH3—CH2—Cl + NaOH(âîäí.)
CH3—CH2—OH + NaCl
á) CH3—CH2—Cl + NaOH(ñïèðò.)
â)
H + HNO3
ã) CH3 CH2 CH3 + Cl2
CH2=CH2 + NaCl + H2O
H2SO4
hν
NO2 + H2O
CH3 CH CH3 + HCl
Cl
ä)
CH2 Cl + NaOH(âîäí.)
å) CH 3 CH 2 CH 3 + HNO3(ðàçá.)
CH2 OH + NaCl
t
CH 3 CH CH 3 + H2O
NO2
æ) CH3 CH CH2 + HBr
CH3 CH CH3
Br
ç) CH3 CH CH CH3 + Br2
CH3 CH CH CH3
Br
12
Br
è) CH3 CH CH2 + H2O
H+
CH3 CH CH3
OH
ê) CH2 CH CH CH2 + 2Br2
CH2 CH CH CH2
Br
ë) CH3 CH CH2 + Cl2
Br
Br
CH3 CH CH2
Cl
ì) CH 3 C
Br
Cl
CH 3 C CH 2
CH + HCN
CN
í) CH3 C
O
H
OH
+ HCN
CH3 C CN
H
î) CH 3 CH2 OH
H2SO4(êîíö.)
160 °C
CH 2 CH 2 + H2O
CH3
CH3
ï) CH3 C Cl + NaOH(âîäí.)
CH3 C OH + NaCl
CH3
CH3
CH3
ð) CH 3 C Cl + NaOH(ñïèðò.)
CH3 C CH2 + NaCl + H2O
CH3
CH3
c) CH3 C OH
CH3
CH 3
H2SO4(êîíö.)
160 °C
CH3 C CH2 + H2O
CH3
Îïðåäåëèòå ìîëåêóëÿðíîñòü ðåàêöèé à, á, ä, î, ð, ñ.
13
Ãëàâà 2
ÏÐÅÄÅËÜÍÛÅ ÓÃËÅÂÎÄÎÐÎÄÛ (ÀËÊÀÍÛ)
Íîìåíêëàòóðà è èçîìåðèÿ
2.1. Êàêèå èç óãëåâîäîðîäîâ ñîñòàâà Ñ4Í10, Ñ5Í12, Ñ7Í14, Ñ2Í2,
Ñ6Í6, Ñ8Í8, Ñ11Í24 ÿâëÿþòñÿ ïðåäåëüíûìè?
2.2. Íàïèøèòå ìîëåêóëÿðíûå ôîðìóëû ïðåäåëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ, ñîäåðæàùèõ 7, 10, 12, 14, 38, 44 àòîìîâ óãëåðîäà.
2.3. Äàéòå îïðåäåëåíèå ïîíÿòèÿ «ãîìîëîãè÷åñêèé ðÿä». Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû ïåðâûõ äåñÿòè ãîìîëîãîâ ïðåäåëüíûõ
óãëåâîäîðîäîâ, èìåþùèõ íåðàçâåòâëåííîå ñòðîåíèå; äàéòå èì
íàçâàíèÿ.
2.4. Êàêèå âåùåñòâà íàçûâàþò èçîìåðàìè? Íàïèøèòå èçîìåðû
í-áóòàíà, í-ïåíòàíà, í-ãåêñàíà, í-ãåïòàíà. Îòìåòüòå è ïîäñ÷èòàéòå ÷èñëî ïåðâè÷íûõ, âòîðè÷íûõ, òðåòè÷íûõ è ÷åòâåðòè÷íûõ àòîìîâ óãëåðîäà â êàæäîì èçîìåðå.
2.5*. Ïðèâåäèòå ôîðìóëó àëêàíà, â ìîëåêóëå êîòîðîãî êðîìå
ïåðâè÷íûõ èìåþòñÿ îäèí âòîðè÷íûé è îäèí òðåòè÷íûé àòîìû
óãëåðîäà.
2.6. Íàïèøèòå ôîðìóëó àëêàíà, ó êîòîðîãî èìåþòñÿ øåñòü ïåðâè÷íûõ àòîìîâ óãëåðîäà, íî íåò âòîðè÷íûõ è òðåòè÷íûõ.
2.7. Äîïèøèòå ôîðìóëû ìîëåêóë, óãëåðîäíûå ñêåëåòû êîòîðûõ
ïðèâåäåíû:
їїїÑ
C C C
C
їїїїÑ
C C C C
C
C
C C C
C
Êàêèå èç âåùåñòâ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðåäñòàâëåíû, ÿâëÿþòñÿ
ãîìîëîãàìè, êàêèå — èçîìåðàìè?
2.8. Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû ðàäèêàëîâ, èçîìåðíûõ
í-ïðîïèëó è í-áóòèëó. Äàéòå èì íàçâàíèÿ.
2.9. Ñôîðìóëèðóéòå îñíîâíûå ïðàâèëà íàçâàíèÿ óãëåâîäîðîäîâ
ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé (çàìåñòèòåëüíîé) è ðàöèîíàëüíîé íîìåíêëàòóðàì. Äàéòå íàçâàíèÿ âñåì èçîìåðàì çàäàíèÿ 2.4.
14
2.10. Íàïèøèòå ôîðìóëû óãëåâîäîðîäîâ, èçîìåðíûõ í-îêòàíó;
äàéòå èì íàçâàíèÿ ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé è ðàöèîíàëüíîé
íîìåíêëàòóðàì.
2.11. Óãëåâîäîðîä 2,2,4-òðèìåòèëïåíòàí (èçîîêòàí) ÿâëÿåòñÿ
ñòàíäàðòîì ìîòîðíîãî òîïëèâà ñ îêòàíîâûì ÷èñëîì 100. Äàéòå
íàçâàíèå óãëåâîäîðîäó ñîãëàñíî ðàöèîíàëüíîé íîìåíêëàòóðå.
Ñêîëüêî ïåðâè÷íûõ, âòîðè÷íûõ, òðåòè÷íûõ è ÷åòâåðòè÷íûõ àòîìîâ óãëåðîäà â ìîëåêóëå?
2.12*. Íàçîâèòå ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé è ðàöèîíàëüíîé íîìåíêëàòóðàì ñîåäèíåíèÿ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) CH3 CH CH CH CH3
á) CH3 CH2 CH CH2 CH3
CH3 CH3 CH3
CH3 CH2
CH3
â) CH3 CH2 CH2 CH2 C CH3
CH3
CH3
CH3
CH2
ã) CH3 CH2 C
CH3
CH3
CH2 CH
CH2
CH3
CH3 CH3
ä) CH3 CH CH CH3
CH3 CH2
å) CH3 C
C C2H5
CH3 CH2 CH3
2.13. Íàçîâèòå ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðå ñîåäèíåíèÿ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) CH3 CH2 CH CH CH2 CH3
CH3 CH CH CH3
CH3 CH3
CH3
á) CH3 CH CH2 CH C CH3
CH3 CH3
CH2 CH3
2.14*. Íàçîâèòå ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðå ñëåäóþùèå ñîåäèíåíèÿ:
à) òåòðàìåòèëìåòàí;
á) ìåòèëýòèëïðîïèëìåòàí;
â) ìåòèëäèèçîïðîïèëìåòàí;
ã) äè-òðåò-áóòèëìåòàí;
ä) äèìåòèëèçîïðîïèëáóòèëìåòàí;
å) ìåòèëýòèëäè-âòîð-áóòèëìåòàí;
15
æ) ýòèëèçîáóòèë-òðåò-áóòèëìåòàí;
ç) ìåòèëòðèèçîáóòèëìåòàí.
2.15*. Íàçîâèòå ñîãëàñíî ðàöèîíàëüíîé íîìåíêëàòóðå ñëåäóþùèå
ñîåäèíåíèÿ:
à) 3-ìåòèëãåêñàí;
á) 2,2,4-òðèìåòèëïåíòàí;
â) 3-ìåòèë-3-ýòèëãåêñàí;
ã) 2,2,3,4,4-ïåíòàìåòèëïåíòàí;
ä) 4-ìåòèë-4-èçîïðîïèëãåïòàí;
å) 2,2,3,3-òåòðàìåòèëáóòàí;
æ) 2,2-äèìåòèë-3-èçîïðîïèëïåíòàí;
ç) 2,3-äèìåòèë-3-ýòèëãåêñàí.
2.16*. Ïðàâèëüíî ëè íàçâàíû ñëåäóþùèå ñîåäèíåíèÿ:
à) 2-ýòèëïåíòàí;
á) 2,4,4-òðèìåòèëïåíòàí;
â) 2,2,5-òðèìåòèëãåêñàí;
ã) 3-ýòèë-2-ìåòèëïåíòàí;
ä) 2,3-òðèìåòèëãåêñàí;
å) 2-ìåòèë-3-ýòèë-4-èçîïðîïèëïåíòàí.
2.17. Íàïèøèòå ôîðìóëû âñåõ èçîìåðîâ ãåïòàíà, â ñîñòàâ êîòîðûõ âõîäÿò òðåòè÷íûå àòîìû óãëåðîäà. Íàçîâèòå èõ ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé è ðàöèîíàëüíîé íîìåíêëàòóðàì.
2.18. Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû èçîìåðîâ îêòàíà, ñîäåðæàùèõ â ãëàâíîé öåïè ïÿòü àòîìîâ óãëåðîäà. Íàçîâèòå èõ ñîãëàñíî
ñèñòåìàòè÷åñêîé è ðàöèîíàëüíîé íîìåíêëàòóðàì.
2.19. Óêàæèòå ôîðìóëû, ñîîòâåòñòâóþùèå îäíîìó ñîåäèíåíèþ:
CH3
à) CH3 CH2 C
CH3
á) CH3 CH CH2 CH2 CH3
CH3
â) CH3 CH2 CH CH2 CH3
CH3
ã)
CH3
CH3
CH3
CH3
CH CH2 CH2 CH3
CH3
ä) CH3 C CH3 å) CH3 CH2 CH CH2 æ)
CH3 CH2
CH3
CH3
CH2
CH3
CH2
H
C
CH3
2.20. Êàêèå âèäû èçîìåðèè õàðàêòåðíû äëÿ àëêàíîâ? Ïðè ïîìîùè ôîðìóë Íüþìåíà èçîáðàçèòå ïîâîðîòíûå èçîìåðû ýòàíà;
ñðàâíèòå èõ óñòîé÷èâîñòü.
2.21. Èçîáðàçèòå ïðè ïîìîùè ïðîåêöèîííûõ ôîðìóë Íüþìåíà
êîíôîðìàöèè í-ïåíòàíà. Êàêèå êîíôîðìåðû áîëåå óñòîé÷èâû;
îáúÿñíèòå, ïî÷åìó?
16
Ñòðîåíèå è ñâîéñòâà
2.22. Êàêîé òèï ãèáðèäèçàöèè àòîìîâ óãëåðîäà õàðàêòåðåí äëÿ
ïðåäåëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ?
2.23. Ïðèâåäèòå ñõåìó îáðàçîâàíèÿ σ-ñâÿçåé â ìîëåêóëàõ ìåòàíà, ýòàíà, ïðîïàíà è ìåòèëïðîïàíà.
2.24. Îáúÿñíèòå ìàëóþ ðåàêöèîííóþ ñïîñîáíîñòü ïðåäåëüíûõ
óãëåâîäîðîäîâ. Êàêèå òèïû ðàñïàäà σ-ñâÿçåé õàðàêòåðíû äëÿ àëêàíîâ; êàê âû äóìàåòå, ïî÷åìó?
2.25. Ïî ñïðàâî÷íûì äàííûì îïðåäåëèòå äëèíó è ýíåðãèþ
σ-ñâÿçåé â àëêàíàõ; îõàðàêòåðèçóéòå èõ ñêëîííîñòü ê ïîëÿðèçàöèè.
2.26. Êàê ôèçè÷åñêèå è õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà ïðåäåëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ çàâèñÿò îò ñòðîåíèÿ è õàðàêòåðà õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé?
2.27*. Ðàñïîëîæèòå ïðåäåëüíûå óãëåâîäîðîäû: í-ïåíòàí, 2-ìåòèëáóòàí, 2,2-äèìåòèëïðîïàí — â ïîðÿäêå âîçðàñòàíèÿ òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ. Îòâåò ïîÿñíèòå.
2.28. Ðàñïîëîæèòå ïðåäåëüíûå óãëåâîäîðîäû: í-ãåïòàí, 2-ìåòèëãåêñàí, 3,3-äèìåòèëïåíòàí â ïîðÿäêå âîçðàñòàíèÿ òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ.
2.29. Êàêóþ ÷àñòèöó íàçûâàþò ñâîáîäíûì ðàäèêàëîì? Êàêîâû
îñîáåííîñòè ñâîáîäíîãî ðàäèêàëà? Ñîõðàíÿåòñÿ ëè â ìåòèë-ðàäèêàëå ÑÍ3• íàïðàâëåíèå âàëåíòíûõ ñâÿçåé?
2.30. Èçîáðàçèòå ñõåìó ïîñëåäîâàòåëüíîãî õëîðèðîâàíèÿ ìåòàíà äî òåòðàõëîðìåòàíà CCl4. Óêàæèòå óñëîâèå ïîëíîãî ïðåâðàùåíèÿ ìåòàíà â CCl4. Ïî êàêîìó ìåõàíèçìó ïðîòåêàþò ýòè ðåàêöèè?
Êàê èñïîëüçóþò ïðîäóêòû õëîðèðîâàíèÿ ìåòàíà?
2.31. Ðàññìîòðèòå ìåõàíèçì ìîíîõëîðèðîâàíèÿ ìåòàíà; îïèøèòå
îòäåëüíûå ñòàäèè ñâîáîäíîðàäèêàëüíîãî öåïíîãî ïðîöåññà.
2.32. Êàêèå îñíîâíûå ïðîäóêòû ðåàêöèè îáðàçóþòñÿ ïðè ìîíîõëîðèðîâàíèè 2-ìåòèëáóòàíà è 3-ìåòèëïåíòàíà? Îòâåò ïîÿñíèòå
ñ ó÷åòîì óñòîé÷èâîñòè îáðàçóþùèõñÿ ðàäèêàëîâ.
2.33. Â êàêîì íàïðàâëåíèè ïðåèìóùåñòâåííî ïðîòåêàþò ðåàêöèè ðàäèêàëüíîãî çàìåùåíèÿ àëêàíîâ? Îõàðàêòåðèçóéòå âëèÿíèå
àëêèëüíûõ ãðóïï íà óñòîé÷èâîñòü óãëåâîäîðîäíûõ ðàäèêàëîâ. Íàçîâèòå ïðèâåäåííûå ðàäèêàëû è ðàñïîëîæèòå èõ â ïîðÿäêå âîçðàñòàíèÿ óñòîé÷èâîñòè:
·
·
CH 3 C CH 3
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2
CH 3
·
CH3 CH2 CH2 CH CH3
·
CH3 CH CH2
CH3
2.34. Êàêèå ñâîáîäíûå ðàäèêàëû ìîãóò îáðàçîâàòüñÿ ïðè áðîìèðîâàíèè í-áóòàíà, 2-ìåòèëáóòàíà, 2,4-äèìåòèëïåíòàíà? Â ïî17
ñëåäíåì ñëó÷àå ðàñïîëîæèòå ðàäèêàëû â ïîðÿäêå âîçðàñòàíèÿ èõ
óñòîé÷èâîñòè.
2.35. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó ñêîðîñòü ãàëîãåíèðîâàíèÿ àëêàíîâ
óìåíüøàåòñÿ â ðÿäó F2, Cl2, Br2, I2.
2.36. Óãëåâîäîðîä ñîñòàâà Ñ5Í12 ïðè áðîìèðîâàíèè îáðàçóåò
òîëüêî îäíî áðîìïðîèçâîäíîå. Óñòàíîâèòå ñòðóêòóðó èñõîäíîãî âåùåñòâà.
2.37. Íàïèøèòå ðåàêöèþ ìîíîíèòðîâàíèÿ ïî Êîíîâàëîâó äëÿ
í-ïåíòàíà è 2-ìåòèëáóòàíà. Êàêîé óãëåâîäîðîä ëåã÷å âñòóïàåò â
ðåàêöèþ?
2.38. Ðàññìîòðèòå ìåõàíèçì íèòðîâàíèÿ àëêàíîâ â ãàçîâîé ôàçå
(À. Â. Òîï÷èåâè À. È. Òèòîâ) íà ïðèìåðå ïðîïàíà è ìåòèëáóòàíà.
Íàïèøèòå îêòåòíûå ôîðìóëû îêñèäîâ àçîòà(II), (IV).
2.39. Êàêèå îäíîçàìåùåííûå ïðîèçâîäíûå ìîãóò îáðàçîâàòüñÿ
ïðè íèòðîâàíèè è õëîðèðîâàíèè ñëåäóþùèõ óãëåâîäîðîäîâ: áóòàí, èçîáóòàí, í-ïåíòàí è 3-ìåòèëïåíòàí?
2.40*. Íàïèøèòå ìåõàíèçì ðåàêöèè ñóëüôîõëîðèðîâàíèÿ ïðîïàíà è 2-ìåòèëáóòàíà. Êàêîâî ïðàêòè÷åñêîå çíà÷åíèå ðåàêöèè ñóëüôîõëîðèðîâàíèÿ àëêàíîâ?
2.41. Êàê îòíîñÿòñÿ àëêàíû ê âîçäåéñòâèþ îêèñëèòåëåé ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ? Êàêèå ïðîäóêòû ðåàêöèè îáðàçóþòñÿ ïðè
âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ â èçáûòêå êèñëîðîäà?
2.42. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî îêèñëåíèÿ ìåòàíà, ýòàíà, ïðîïàíà ïðè èçáûòêå êèñëîðîäà. Êàêèå ïðîäóêòû íåïîëíîãî ñãîðàíèÿ àëêàíîâ ìîãóò îáðàçîâàòüñÿ?
2.43. Êàêèå ïðîäóêòû ðåàêöèè îáðàçóþòñÿ ïðè êàòàëèòè÷åñêîì
îêèñëåíèè (130 — 160 °Ñ) àëêàíîâ? Íàïèøèòå ïðîäóêòû îêèñëåíèÿ ïðîïàíà.
2.44. Íàïèøèòå ìåõàíèçì êàòàëèòè÷åñêîãî îêèñëåíèÿ (160 °Ñ)
òåòðàäåêàíà. Êàêèå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ ïðè ðàñïàäå ãèäðîïåðåêèñè?
2.45. Êàêèå òåõíè÷åñêè âàæíûå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ ïðè êàòàëèòè÷åñêîì îêèñëåíèè 2-ìåòèëáóòàíà?
2.46. Êàêèå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ ïðè êàòàëèòè÷åñêîì îêèñëåíèè ìåòàíà? Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé.
2.47. Óêàæèòå óñëîâèÿ è ïðèâåäèòå ìåõàíèçì òåðìè÷åñêîãî êðåêèíãà òåòðàäåêàíà. Êàêèå ïóòè ïðåâðàùåíèÿ îáðàçóþùèõñÿ ðàäèêàëîâ (äèñïðîïîðöèîíèðîâàíèå, β-ðàñïàä, ñîåäèíåíèå) âîçìîæíû?
2.48. ×åì îòëè÷àåòñÿ ïèðîëèç îò êðåêèíãà? Óêàæèòå îñíîâíîé
ïðîäóêò ïèðîëèçà àëêàíîâ ïðè òåìïåðàòóðå 750— 1 150 °Ñ è âûøå
1 150 °Ñ. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ïèðîëèçà ïðè ýòèõ óñëîâèÿõ.
2.49*. Ïðè âçðûâå 1 îáúåìà ãàçîîáðàçíîãî óãëåâîäîðîäà ïðîðåàãèðîâàëî 2 îáúåìà êèñëîðîäà; ïðè ýòîì îáðàçîâàëàñü ñìåñü, ñîñòîÿùàÿ èç 1 îáúåìà ÑÎ2 è 2 îáúåìîâ ïàðîâ âîäû (óñëîâèÿ èçìåðåíèÿ îáúåìîâ îäèíàêîâûå). Îïðåäåëèòå ôîðìóëó àëêàíà.
18
2.50. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, íàçîâèòå ïîëó÷åííûå âåùåñòâà:
à) CH3 C
O
Ýëåêòðîëèç
A
ONa
á) CH2 CH CH2 CH3
Br2; hν
H2; Ni
A
Á
Cl2; hν
Na; t
Á
Â
Na; t
HNO3(ðàçá.); t
Â
Cl2; hν
Ã
Ã
2.51. Îïðåäåëèòå ôîðìóëû äâóõ âåùåñòâ, åñëè ïðè èõ îêèñëåíèè îáðàçóþòñÿ óãëåêèñëûé ãàç è âîäà â ìîëÿðíîì ñîîòíîøåíèè
3 : 4 è 4 : 5 ñîîòâåòñòâåííî.
Ïîëó÷åíèå
2.52*. Êàêèå ïðåäåëüíûå óãëåâîäîðîäû îáðàçóþòñÿ ïðè íàãðåâàíèè ñ ãèäðîêñèäîì íàòðèÿ âåùåñòâ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) CH3—COONa
á) CH3 CH CH2 COONa
CH 3
â) CH 3 CH COONa
CH3
CH3
ã) CH3 C COONa
CH3
ä) CH3—CH2—COONa
2.53. Ñîëè êàêèõ êàðáîíîâûõ êèñëîò ïðè ñïëàâëåíèè ñ NaOH
äàþò ìåòèëïðîïàí, 2,3-äèìåòèëáóòàí?
2.54*. Êàêèå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ ïðè âîññòàíîâëåíèè:
à) ïðîïàíîëà-1;
á) áóòàíîëà-1;
â) äèìåòèëêåòîíà;
ã) óêñóñíîé êèñëîòû;
ä) 2-ìåòèëïðîïàíîâîé êèñëîòû?
2.55. Êàêèå óãëåâîäîðîäû îáðàçóþòñÿ ïðè ïîëíîì è ÷àñòè÷íîì
ãèäðèðîâàíèè ñîåäèíåíèé, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) (CH3)2C=CH2
á) CH2=CH—CH=CH—CH3
19
â) CH3—C≡C—CH3
ã) CH2 C CH CH2
CH3
ä) (CH3)3C—CH=CH2
å) (CH3)2C C CH C(CH3)2
CH3
Íàçîâèòå ïîëó÷åííûå âåùåñòâà.
2.56. Íàïèøèòå ñõåìû ðåàêöèé èîäîâîäîðîäà ñ âåùåñòâàìè,
ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) CH3—CH2—CH2I
á) CH3 CH CH2 I
CH3
â) CH3 CH2 CH CH3
I
2.57. Êàêèå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ ïðè íàãðåâàíèè â çàïàÿííûõ
àìïóëàõ ñëåäóþùèõ ñîåäèíåíèé:
à) 2-èîäïðîïàí;
á) 2-èîä-2-ìåòèëïðîïàí;
â) ïðîïàíîë-2;
ã) 2-ìåòèëáóòàíîë-2?
2.58. Êàêèå ñîåäèíåíèÿ îáðàçóþòñÿ ïðè äåéñòâèè ìåòàëëè÷åñêîãî íàòðèÿ íà õëîðýòàí, 2-õëîðïðîïàí, 1-èîä-2-ìåòèëïðîïàí
(ðåàêöèÿ Âþðöà)? Ðàññìîòðèòå ìåõàíèçì ðåàêöèè.
2.59*. Êàêèå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ ïðè äåéñòâèè ìåòàëëè÷åñêîãî íàòðèÿ íà ñìåñè ñëåäóþùèõ âåùåñòâ:
à) èîäìåòàí è èîäýòàí;
á) õëîðýòàí è 2-õëîðïðîïàí;
â) òðåò-áóòèëõëîðèä è èçîáóòèëõëîðèä?
2.60*. Èç êàêèõ ãàëîãåíîïðîèçâîäíûõ àëêàíîâ ïî ðåàêöèè Âþðöà — Øîðûãèíà ìîæíî ïîëó÷èòü:
à) ãåêñàí;
á) 2,5-äèìåòèëãåêñàí;
â) 2,2-äèìåòèëáóòàí;
ã) òåòðàìåòèëáóòàí?
Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé.
2.61. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ñ âîäîé ìàãíèéîðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) CH3—CH2—MgBr
20
á) CH 3 CH MgBr
CH3
â) CH3 CH CH2 MgCl
CH3
2.62.  ñîîòâåòñòâèè ñ ïðèâåäåííûìè ñõåìàìè íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé è íàçîâèòå ïîëó÷åííûå âåùåñòâà:
à) CH3—CH2—CH2—Cl
á) CH3 CH CH Br
Mg(ýôèð)
Mg(ýôèð)
À
A
H 2O
H2O
Á
Á
CH3 CH3
Êàêèå âåùåñòâà ìîæíî ïîëó÷èòü, åñëè âîäó çàìåíèòü ýòàíîëîì?
2.63. Íàïèøèòå ñõåìó ïîëó÷åíèÿ í-ãåêñàíà ýëåêòðîëèçîì âîäíîãî ðàñòâîðà íàòðèåâîé ñîëè ñîîòâåòñòâóþùåé êàðáîíîâîé êèñëîòû (ìåòîä Êîëüáå). Ðàññìîòðèòå ìåõàíèçì ðåàêöèé, ïðîòåêàþùèõ íà àíîäå.
2.64*. Êàêèå âåùåñòâà íåîáõîäèìî âçÿòü äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïî ìåòîäó Êîëüáå áóòàíà, 2,5-äèìåòèëãåêñàíà?
2.65. Êàêèå óãëåâîäîðîäû îáðàçóþòñÿ ïðè ýëåêòðîëèçå âîäíûõ
ðàñòâîðîâ êàëèåâûõ ñîëåé (ìåòîä Êîëüáå) êèñëîò, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) ÑÍ3—ÑÎÎÍ;
á) ÑÍ3—(ÑÍ2)2—ÑÎÎÍ;
â) (ÑÍ3)2Ñ͗ÑÎÎÍ;
ã) (ÑÍ3)3їÑÎÎÍ.
2.66. Ñêîëüêî ëèòðîâ ìåòàíà ìîæíî ïîëó÷èòü èç 4,1 ã áåçâîäíîãî àöåòàòà íàòðèÿ?
2.67. Óñòàíîâèòå ñòðîåíèå óãëåâîäîðîäà Ñ10Í22, åñëè èçâåñòíî,
÷òî îí îáðàçóåòñÿ ïðè ýëåêòðîëèçå íàòðèåâîé ñîëè ñîîòâåòñòâóþùåé êàðáîíîâîé êèñëîòû, êîòîðàÿ ïðè ñïëàâëåíèè ñ ãèäðîêñèäîì íàòðèÿ îáðàçóåò 2,2-äèìåòèëïðîïàí.
2.68. Óñòàíîâèòå ñòðîåíèå êàðáîíîâîé êèñëîòû, íàòðèåâàÿ ñîëü
êîòîðîé ïðè ñïëàâëåíèè ñ ãèäðîêñèäîì íàòðèÿ îáðàçóåò ïðîïàí,
à ïðè ýëåêòðîëèçå — 2,3-äèìåòèëáóòàí.
21
Ãëàâà 3
ÝÒÈËÅÍÎÂÛÅ ÓÃËÅÂÎÄÎÐÎÄÛ (ÀËÊÅÍÛ)
Íîìåíêëàòóðà è èçîìåðèÿ
3.1. Êàêèå âèäû ñòðóêòóðíîé èçîìåðèè õàðàêòåðíû äëÿ àëêåíîâ? Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû èçîìåðíûõ óãëåâîäîðîäîâ
ýòèëåíîâîãî ðÿäà ñîñòàâà Ñ6Í12 è Ñ7Í14. Íàçîâèòå èõ ñîãëàñíî ðàöèîíàëüíîé è ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðàì.
3.2. Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû ñëåäóþùèõ ñîåäèíåíèé:
à) ñèìì-ìåòèëèçîïðîïèëýòèëåí;
á) íåñèìì-ìåòèëèçîïðîïèëýòèëåí;
â) 3-ýòèëïåíòåí-1;
ã) 2,2,5-òðèìåòèëãåêñåí-3;
ä) 3,6-äèìåòèëãåïòåí-3;
å) 3,4-äèìåòèë-5-ýòèëãåïòåí-3;
æ) 3,3-äèýòèë-4-ïðîïèëãåïòåí-1.
Êàêàÿ íîìåíêëàòóðà ëåæèò â îñíîâå íàçâàíèé ýòèõ ñîåäèíåíèé?
3.3. Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû ñëåäóþùèõ àëêåíîâ:
à) ãåêñåí-1;
á) 2-ìåòèëãåêñåí-3;
â) 2,3-äèìåòèëáóòåí-2;
ã) 2,6,6-òðèìåòèëãåïòåí-3.
Äàéòå íàçâàíèÿ ñîåäèíåíèé ñîãëàñíî ðàöèîíàëüíîé íîìåíêëàòóðå.
3.4. Íàçîâèòå ñîãëàñíî ðàöèîíàëüíîé è ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðàì ñîåäèíåíèÿ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) CH3 CH CH2 CH CH2
CH3
á) CH3 CH C
CH 2
CH3 CH3
â) CH3 CH CH CH
CH3
22
CH3
ã) CH3 CH2 C
H3C
C CH2 CH3
CH2 CH CH3
CH3
ä) CH3 CH2 C
CH2
CH CH3
CH2 CH3
CH3
å) CH3 CH CH CH CH2 C CH3
CH3
CH3
3.5. Ïðàâèëüíî ëè íàçâàíû ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðå ñëåäóþùèå àëêåíû:
à) ãåêñåí-5;
á) 2-ýòèëïåíòåí-2;
â) 5-ìåòèëïåíòåí-3;
ã) 3,4,4-òðèìåòèëïåíòåí-2;
ä) 3-ìåòèëïåíòåí-2;
å) 2-ýòèëãåêñåí-4;
æ) 2-âòîð-áóòèëãåêñåí-3?
Íåâåðíûå íàçâàíèÿ èñïðàâüòå.
3.6. Êàêîâû ïðè÷èíû ãåîìåòðè÷åñêîé èçîìåðèè íåêîòîðûõ ýòèëåíîâûõ óãëåâîäîðîäîâ? Ñóùåñòâóþò ëè â âèäå öèñ- è òðàíñ-èçîìåðîâ ñëåäóþùèå óãëåâîäîðîäû:
à) áóòåí-1;
á) áóòåí-2;
â) 2-ýòèëïåíòåí-1;
ã) 2,4-äèìåòèëãåêñåí-3?
Ñîñòàâüòå ïðîåêöèîííûå ôîðìóëû öèñ- è òðàíñ-èçîìåðîâ.  ÷åì
ñîñòîèò îòëè÷èå ïîíÿòèé «êîíôîðìàöèÿ» è «êîíôèãóðàöèÿ»?
3.7. Óêàæèòå, êàêèå èç ñîåäèíåíèé, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû, ìîãóò ñóùåñòâîâàòü â âèäå ãåîìåòðè÷åñêèõ èçîìåðîâ:
à) CH3—CH2—CH=CH—CH2—CH3
á)
CH3
CH3
CH3
CH CH CH CH
â) CH3 CH2 CH CH CH
CH3
CH3
CH3
23
ã) CH3
CH2
CH3
CH2
C CH2
ä) CH3 CH2 CH CH CH CH2 CH3
CH3
å) CH3
CH3
CH CH CH2
Íàïèøèòå èõ ïðîåêöèîííûå ôîðìóëû; äàéòå íàçâàíèÿ ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðå. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó öèñ-, òðàíñèçîìåðèçàöèÿ àëêåíîâ òðåáóåò áîëüøåé çàòðàòû ýíåðãèè, ÷åì âçàèìíûå ïðåâðàùåíèÿ êîíôîðìàöèé àëêàíîâ.
3.8. Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû àëêåíîâ ñîñòàâà Ñ8Í16,
îñíîâíàÿ öåïü êîòîðûõ îáðàçîâàíà ïÿòüþ àòîìàìè óãëåðîäà. Íàçîâèòå àëêåíû è îöåíèòå âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ èõ â âèäå öèñè òðàíñ-èçîìåðîâ. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó ãåîìåòðè÷åñêèå èçîìåðû îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà ïî ôèçèêî-õèìè÷åñêèì ñâîéñòâàì?
3.9. Êàêîé èç ãåîìåòðè÷åñêèõ èçîìåðîâ ãåêñåíà-3 áîëåå óñòîé÷èâ? Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó.
3.10*. Îáúÿñíèòå ðàçëè÷èÿ äèïîëüíûõ ìîìåíòîâ öèñ-èçîìåðà
(µ = 1,89 Ä) è òðàíñ-èçîìåðà (µ = 0 Ä) ñèìì-äèõëîðýòèëåíà.
3.11*. Òåïëîòû ãèäðèðîâàíèÿ ãåîìåòðè÷åñêèõ èçîìåðîâ áóòåíà-2
ñîñòàâëÿþò −120 è −116 êÄæ/ìîëü. Êàêîå çíà÷åíèå ñîîòâåòñòâóåò
öèñ-èçîìåðó?
Ñòðîåíèå è ñâîéñòâà
3.12. Èçîáðàçèòå àòîìíî-ìîëåêóëÿðíóþ ìîäåëü ìîëåêóëû ýòèëåíà. Îòìåòüòå âàëåíòíîå ñîñòîÿíèå àòîìîâ óãëåðîäà, õàðàêòåðíîå
äëÿ ýòîãî ñîåäèíåíèÿ, âèä ãèáðèäèçàöèè, ñîîòâåòñòâóþùèé ýòîìó âàëåíòíîìó ñîñòîÿíèþ, è îðáèòàëè, ïðèíèìàþùèå ó÷àñòèå â
îáðàçîâàíèè σ- è π-ñâÿçåé â ìîëåêóëå ýòèëåíà.
3.13. Èçîáðàçèòå ñõåìó ñòðîåíèÿ ìîëåêóë ïðîïèëåíà è èçîáóòèëåíà. Óêàæèòå õàðàêòåð è íàïðàâëåííîñòü ýëåêòðîííûõ îáëàêîâ,
âèäû σ-ñâÿçåé è èõ ÷èñëî. Êàêèå ýëåêòðîííûå ýôôåêòû ìîæíî
íàáëþäàòü â ýòèõ ìîëåêóëàõ?
3.14. Ñðàâíèòå äëèíó, ýíåðãèþ, ïîëÿðíîñòü è ïîëÿðèçóåìîñòü
ïðîñòîé è äâîéíîé óãëåðîä-óãëåðîäíîé ñâÿçè. Óêàæèòå ïðè÷èíû
áîëåå âûñîêîé ïîëÿðèçóåìîñòè äâîéíîé ñâÿçè. Êàêàÿ èç ýòèõ ñâÿçåé îáëàäàåò áîëüøåé ðåàêöèîííîé ñïîñîáíîñòüþ?
24
3.15. Äàéòå îáùóþ õàðàêòåðèñòèêó õèìè÷åñêèõ ñâîéñòâ àëêåíîâ. Êàêèå ðåàêöèè íàèáîëåå õàðàêòåðíû äëÿ ñîåäèíåíèé ýòîãî
êëàññà?
3.16. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ãèäðèðîâàíèÿ: à) 2-ìåòèëáóòåíà-2; á) áóòåíà-1; â) 2,3-äèìåòèëáóòåíà-2. Óêàæèòå ïðèìåíÿåìûå êàòàëèçàòîðû. Ðàñïîëîæèòå ïåðå÷èñëåííûå ñîåäèíåíèÿ â ïîðÿäêå óâåëè÷åíèÿ ñêîðîñòè ãèäðèðîâàíèÿ. Ñôîðìóëèðóéòå ïðàâèëî Ëåáåäåâà.
3.17. Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû âñåõ àëêåíîâ, ïðè ãèäðèðîâàíèè êîòîðûõ îáðàçóåòñÿ 3,5-äèìåòèëãåïòàí. Íàçîâèòå èõ
ñîãëàñíî íîìåíêëàòóðå IUPAC.
3.18*. Íàïèøèòå óðàâíåíèå ðåàêöèè ïðèñîåäèíåíèÿ áðîìà ê
ýòèëåíó â ïðèñóòñòâèè òåòðàõëîðìåòàíà CCl4. Îáúÿñíèòå ìåõàíèçì
ðåàêöèè. Äàéòå îïðåäåëåíèå ïîíÿòèé «ýëåêòðîôèëüíûé ðåàãåíò»,
«ðåàêöèÿ ýëåêòðîôèëüíîãî ïðèñîåäèíåíèÿ». Êàê ïîäòâåðäèòü ýëåêòðîôèëüíûé ìåõàíèçì ïðèñîåäèíåíèÿ áðîìà ê ýòèëåíó?
3.19. Îõàðàêòåðèçóéòå ìåõàíèçì ýëåêòðîôèëüíîãî ïðèñîåäèíåíèÿ áðîìà ê ïðîïèëåíó. Êàêàÿ ñòàäèÿ îïðåäåëÿåò ñêîðîñòü ýòîé
ðåàêöèè?
3.20. Ðàñïîëîæèòå ãàëîãåíû â ðÿä ïî ñíèæåíèþ èõ àêòèâíîñòè â
ðåàêöèÿõ ïðèñîåäèíåíèÿ ïî äâîéíîé ñâÿçè. Îòâåò îáîñíóéòå. Ìîæíî
ëè ïîëó÷èòü ôòîðàëêàíû ïðèñîåäèíåíèåì ôòîðà ê ýòèëåíîâûì
óãëåâîäîðîäàì?
3.21. Ñðàâíèòå âçàèìîäåéñòâèå áðîìà ñ 2,4-äèìåòèëïåíòåíîì-2
è 2,4-äèìåòèëïåíòàíîì. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé; îáúÿñíèòå
èõ ìåõàíèçì.
3.22*. Êàêîå èç ñîåäèíåíèé áóäåò ëåã÷å ïðèñîåäèíÿòü áðîì: ýòèëåí èëè òåòðàìåòèëýòèëåí? Äàéòå îáúÿñíåíèå.
3.23. Íåíàñûùåííûå ñîåäèíåíèÿ õàðàêòåðèçóþòñÿ îïðåäåëåííûì çíà÷åíèåì áðîìíîãî ÷èñëà, ò. å. êîëè÷åñòâîì ìàññîâûõ äîëåé
áðîìà, ïðèñîåäèíÿþùèõñÿ ê 100 ìàññîâûì äîëÿì íåíàñûùåííîãî ñîåäèíåíèÿ. Ðàññ÷èòàéòå áðîìíûå ÷èñëà äëÿ ñëåäóþùèõ àëêåíîâ:
à) 2-ìåòèëáóòåí-1;
á) 2,3-äèìåòèëáóòåí-2;
â) 3-ìåòèëãåêñåí-2.
3.24. Ïðè áðîìèðîâàíèè 3-ìåòèëáóòåíà-1, ðàñòâîðåííîãî â äèõëîðýòàíå, ïîëó÷èëè 115 ã 1,2-äèáðîì-3-ìåòèëáóòàíà. Îïðåäåëèòå
ìàññó è ìàññîâóþ äîëþ 3-ìåòèëáóòåíà-1 â 84,5 ã èñõîäíîãî ðàñòâîðà.
3.25. 1,2-Äèõëîðýòàí — âàæíûé òåõíè÷åñêèé ïðîäóêò; åãî ïîëó÷àþò ïóòåì ðàäèêàëüíîãî ïðèñîåäèíåíèÿ õëîðà ê ýòèëåíó. Óêàæèòå óñëîâèÿ ïðîâåäåíèÿ ðåàêöèè; îáúÿñíèòå åå ìåõàíèçì.
3.26. Ðàññìîòðèòå ìåõàíèçì ðåàêöèé âçàèìîäåéñòâèÿ ïðîïèëåíà ñ õëîðîì: à) íà ñâåòó; á) ïðè íàãðåâàíèè äî 450 — 500 °Ñ. Äàéòå
íàçâàíèÿ ïðîäóêòàì.
25
3.27. Íàïèøèòå óðàâíåíèå âçàèìîäåéñòâèÿ âñåõ èçîìåðíûõ ïåíòåíîâ ñ áðîìîâîäîðîäîì (â îòñóòñòâèå êèñëîðîäà è ïåðåêèñåé).
Íàçîâèòå èñõîäíûå ñîåäèíåíèÿ è ïðîäóêòû ðåàêöèè ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðå. Ïî êàêîìó ìåõàíèçìó ïðîòåêàþò ýòè
ðåàêöèè? Êòî âïåðâûå îáíàðóæèë çàêîíîìåðíîñòü ïðèñîåäèíåíèÿ ãàëîãåíîâîäîðîäîâ ê àëêåíàì íåñèììåòðè÷íîãî ñòðîåíèÿ?  ÷åì
îíà çàêëþ÷àåòñÿ è êàê ôîðìóëèðóåòñÿ?
3.28. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ïðîïèëåíà è 2-ìåòèëáóòåíà-2:
à) ñ âîäîðîäîì â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðà;
á) áðîìîâîäîðîäîì;
â) õëîðíîâàòèñòîé êèñëîòîé;
ã) ñåðíîé êèñëîòîé.
Äëÿ êàêèõ ðåàêöèé ïðèñîåäèíåíèÿ ñïðàâåäëèâî ïðàâèëî Ìàðêîâíèêîâà? Îáúÿñíèòå ýòî ïðàâèëî ñ òî÷êè çðåíèÿ ñòàòè÷åñêîãî
(ñòàòè÷åñêàÿ ïîëÿðèçàöèÿ àëêåíîâ íåñèììåòðè÷íîãî ñòðîåíèÿ) è
äèíàìè÷åñêîãî (ñ ó÷åòîì óñòîé÷èâîñòè ïðîìåæóòî÷íûõ êàðáêàòèîíîâ) ïîäõîäîâ.
3.29. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó â ðÿäó HI, HBr, HCl èîäîâîäîðîä íàèáîëåå ëåãêî ïðèñîåäèíÿåòñÿ ê äâîéíîé óãëåðîä-óãëåðîäíîé ñâÿçè.
3.30. Íàïèøèòå ñòðóêòóðíûå ôîðìóëû àëêåíîâ, ïðè ïðèñîåäèíåíèè õëîðîâîäîðîäà ê êîòîðûì îáðàçóþòñÿ ñëåäóþùèå ñîåäèíåíèÿ:
à) 2-õëîð-2,4,4-òðèìåòèëãåïòàí;
á) 3-õëîð-3,4-äèìåòèë-4-ýòèëíîíàí.
3.31. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó èçîáóòèëåí ëåãêî ïðèñîåäèíÿåò õëîðîâîäîðîä, à ýòèëåí — òîëüêî â ïðèñóòñòâèè êàòàëèçàòîðà õëîðèäà àëþìèíèÿ.
3.32. Ðàñïîëîæèòå â ïîðÿäêå âîçðàñòàíèÿ ëåãêîñòè ïðèñîåäèíåíèÿ áðîìîâîäîðîäà ñëåäóþùèå ñîåäèíåíèÿ: 2,3-äèìåòèëáóòåí-2,
ýòèëåí, ïåíòåí-2, áóòåí-1. Îòâåò àðãóìåíòèðóéòå. Îïèøèòå ìåõàíèçì ðåàêöèé ñ ó÷àñòèåì ïåíòåíà-2 è áóòåíà-1.
3.33. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ïðèñîåäèíåíèÿ áðîìîâîäîðîäà ê ïðîïèëåíó è òðèôòîðïðîïèëåíó CF3—CH=CH2. Îáúÿñíèòå íàïðàâëåíèå ðåàêöèé ñ òî÷êè çðåíèÿ ýëåêòðîííîé òåîðèè.
3.34. Êàêèå âåùåñòâà îáðàçóþòñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèè áðîìîâîäîðîäà â ïðèñóòñòâèè ïåðåêèñè àöåòèëà (ïåðåêèñíûé ýôôåêò Êàðàøà):
à) ñ ïðîïèëåíîì;
á) ïåíòåíîì-1;
â) 2-ìåòèëïðîïåíîì?
Îïèøèòå ìåõàíèçì ðåàêöèé ñ ó÷àñòèåì ïðîïèëåíà è 2-ìåòèëïðîïåíà.
3.35*. Îáúÿñíèòå, ïî÷åìó ïåðåêèñíûé ýôôåêò Êàðàøà íàáëþäàåòñÿ èñêëþ÷èòåëüíî ïðè ðåàêöèÿõ ñ áðîìîâîäîðîäîì è ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóåò â ðåàêöèÿõ ñ èîäîâîäîðîäîì.
26
3.36. Ïðåäëîæèòå ñõåìó ïîëó÷åíèÿ:
à) òðèìåòèëýòèëåíà èç èçîïðîïèëýòèëåíà;
á) 2,3-äèìåòèëïåíòåíà-3 èç 2-áðîì-3,4-äèìåòèëïåíòàíà.
3.37. Êàêîå ñîåäèíåíèå îáðàçóåòñÿ â ðåçóëüòàòå ñëåäóþùèõ ïðåâðàùåíèé:
2-Áðîìïåíòàí
KOH(ñïèðò.)
(1 ìîëü)
À
HBr
(â îòñóòñòâèå ïåðåêèñè)
Á
Na; t
Â
3.38. Êàêîå ñîåäèíåíèå îáðàçóåòñÿ ïðè ïðîïóñêàíèè ýòèëåíà
÷åðåç âîäó, íàñûùåííóþ õëîðîì? Îïèøèòå ìåõàíèçì ðåàêöèè.
3.39. Íàçîâèòå ïðîäóêòû ðåàêöèè õëîðà:
à) ñ ïåíòåíîì-1;
á) ïðîïèëåíîì;
â) 2-ìåòèëáóòåíîì-2;
ã) 2-ìåòèëáóòåíîì-1;
ä) 4-ìåòèëïåíòåíîì-2.
Äëÿ êàæäîãî ñëó÷àÿ óêàæèòå âñå âîçìîæíûå ïóòè âçàèìîäåéñòâèÿ, îñíîâíûå è ïîáî÷íûå ïðîäóêòû, óñëîâèÿ ðåàêöèé.
3.40. Êàêèå ñîåäèíåíèÿ îáðàçóþòñÿ ïðè âçàèìîäåéñòâèè áóòåíà-1, ïåíòåíà-2 è 2-ìåòèëãåêñåíà-2 ñ êîíöåíòðèðîâàííîé ñåðíîé
êèñëîòîé (íà õîëîäó)? Îáúÿñíèòå ìåõàíèçì ýòèõ ðåàêöèé. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ãèäðîëèçà ïðîäóêòîâ.
3.41. Êàêèå ñîåäèíåíèÿ îáðàçóþòñÿ ïðè ãèäðàòàöèè â ïðèñóòñòâèè ñåðíîé êèñëîòû:
à) ïðîïèëåíà;
á) èçîáóòèëåíà;
â) ãåêñåíà-2;
ã) 2-ìåòèëáóòåíà-1;
ä) 2-ìåòèëáóòåíà-2;
å) 3-ìåòèëãåêñåíà-3?
Îïèøèòå ìåõàíèçì ðåàêöèè è ïîÿñíèòå ïðàâèëî Ìàðêîâíèêîâà íà ïðèìåðå ðåàêöèè ãèäðàòàöèè èçîáóòèëåíà.
3.42. Ðàññìîòðèòå ìåõàíèçì ãèäðàòàöèè èçîáóòèëåíà â óñëîâèÿõ
êèñëîòíîãî êàòàëèçà. Ïî÷åìó ãèäðàòàöèÿ èçîáóòèëåíà ïðîòåêàåò
ëåã÷å, ÷åì äðóãèõ èçîìåðíûõ àëêåíîâ ñîñòàâà C4H8?
3.43. Èç êàêèõ ýòèëåíîâûõ óãëåâîäîðîäîâ ìîãóò áûòü ïîëó÷åíû
ñïèðòû, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à)
á)
CH3
CH 3
CH3
CH3
CH CH CH3
OH
CH3
CH CH2 CH CH
OH
CH3
27
OH
â) CH3 C CH2 CH3
CH3
ã) CH3 CH CH3
OH
Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé.
3.44*. Ñêîëüêî ëèòðîâ ýòàíîëà (ρ = 0,8 ã/ë) òåîðåòè÷åñêè ìîæíî ïîëó÷èòü èç 224 ë (í. ó.) ýòèëåíà?
3.45. Îñóùåñòâèòå ïðåâðàùåíèÿ:
H2O (H+)
à) CÍ3—CH2—CH=CH2
Zn
á) CH3 CH2 CH CH2
HBr
À
Á
A
Á
CH3—CH=CH—CH3
Na
Â
Br Br
Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé; íàçîâèòå ïðîìåæóòî÷íûå è êîíå÷íûå ïðîäóêòû ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðå.
3.46. Îñóùåñòâèòå ïðåâðàùåíèå (â íåñêîëüêî ñòàäèé):
CH3
à) CH3 CH CH2
CH3
CH CH
CH3
CH3
Br
á) CH3 C CH3
CH 3 CH CH2 Br
CH3
CH3
 êà÷åñòâå ðåàãåíòîâ èñïîëüçóéòå òîëüêî íåîðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà.
3.47. Óñòàíîâèòå íåèçâåñòíûå âåùåñòâà, íàïèøèòå óðàâíåíèÿ
âñåõ ðåàêöèé, óêàæèòå óñëîâèÿ èõ ïðîòåêàíèÿ, åñëè À è Á — ñîåäèíåíèÿ ñ äâîéíîé ñâÿçüþ:
CH3—CHCl—CH3
Â
Ã
A
Á
Ä
CH3—CH2—CH2Cl
3.48. Îñóùåñòâèòå öåïî÷êó ïðåâðàùåíèé:
Br
CH2 CH2 CH CH3
ÊÎÍ(ñïèðò.)
(1 ìîëü)
CH3
Â
HOCl
A
H2O
(H2SO4)
Á
Al2O3
400 °C
Ã
Îïèøèòå ìåõàíèçì ðåàêöèé ïîëó÷åíèÿ âåùåñòâ Á è Ã.
28
3.49. Ñðàâíèòå îòíîøåíèå ïåíòàíà è ïåíòåíà-1 ê íàãðåâàíèþ ñ
âîäíûì ðàñòâîðîì ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ â ñëàáîùåëî÷íîé ñðåäå.
 êàêîì ñëó÷àå áóäåò ïðîòåêàòü ðåàêöèÿ? Îòâåò àðãóìåíòèðóéòå.
3.50. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé îêèñëåíèÿ â óñëîâèÿõ ðåàêöèè Âàãíåðà ñëåäóþùèõ ñîåäèíåíèé:
à) ñèìì-èçîïðîïèë-âòîð-áóòèëýòèëåí;
á) íåñèìì-ìåòèëïðîïèëýòèëåí;
â) 2-ìåòèëîêòåí-4;
ã) 2,5-äèìåòèëãåêñåí-3.
Ðàññòàâüòå êîýôôèöèåíòû.
3.51. Íàçîâèòå ïðîäóêòû îêèñëåíèÿ ïðè äåéñòâèè ãîðÿ÷åãî
êèñëîãî ðàñòâîðà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ íà ñëåäóþùèå ñîåäèíåíèÿ:
à) 2-ìåòèëïåíòåí-2;
á) 2-ìåòèëïðîïåí;
â) 2,3-äèìåòèëáóòåí-1;
ã) ïåíòåí-2;
ä) ãåêñåí-3;
å) 4,6-äèìåòèë-3-ýòèëãåïòåí-3.
Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé; ðàññòàâüòå êîýôôèöèåíòû.
3.52. Êàêîé àëêåí ïîäâåðãëè îêèñëåíèþ ãîðÿ÷èì êèñëûì ðàñòâîðîì ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ, åñëè áûëè èäåíòèôèöèðîâàíû ñëåäóþùèå ïðîäóêòû:
à) àöåòîí;
á) óêñóñíàÿ êèñëîòà è ìåòèëýòèëêåòîí;
â) ýòàíêàðáîíîâàÿ êèñëîòà;
ã) äèèçîïðîïèëêåòîí è óãëåêèñëûé ãàç;
ä) 2-ìåòèëïðîïèîíîâàÿ êèñëîòà è óãëåêèñëûé ãàç;
å) áóòàíêàðáîíîâàÿ êèñëîòà è óêñóñíàÿ êèñëîòà?
Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé; íàçîâèòå èñõîäíûå àëêåíû ñîãëàñíî ñèñòåìàòè÷åñêîé íîìåíêëàòóðå.
3.53. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé îêèñëåíèÿ 2-ìåòèëïåíòåíà-2, ïðèâîäÿùèå:
à) ê îáðàçîâàíèþ ãëèêîëÿ;
á) ïîëíîìó ðàçðûâó äâîéíîé ñâÿçè;
â) îáðàçîâàíèþ ñîîòâåòñòâóþùåé α-îêèñè.
Óêàæèòå îêèñëèòåëü, ïðèìåíÿåìûé â êàæäîì èç ýòèõ ïðîöåññîâ, è óñëîâèÿ ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèé; ðàññòàâüòå êîýôôèöèåíòû.
3.54*. Äëÿ ïîëíîãî ñãîðàíèÿ 0,1 ìîëÿ íåèçâåñòíîãî àëêåíà ïîòðåáîâàëîñü 22,4 ë êèñëîðîäà (í. ó.). Îïðåäåëèòå íåèçâåñòíûé àëêåí, åñëè óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðîäóêòîì ðåàêöèè îêèñëåíèÿ ýòîãî
âåùåñòâà êèñëûì ðàñòâîðîì ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ ïðè íàãðåâàíèè
ÿâëÿåòñÿ êåòîí.
3.55. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé ïîëó÷åíèÿ 3-ìåòèëãåêñåíà-2
èç ñîîòâåòñòâóþùèõ ñïèðòîâ è íàçîâèòå ñîåäèíåíèÿ, êîòîðûå îáðàçóþòñÿ ïðè äåéñòâèè íà íåãî:
à) áðîìà (â îòñóòñòâèå êèñëîðîäà è ïåðåêèñåé);
29
á) ðàçáàâëåííîãî ðàñòâîðà ïåðìàíãàíàòà êàëèÿ (íà õîëîäó);
â) îçîíà;
ã) áðîìîâîäîðîäà;
ä) äèõðîìàòà êàëèÿ â ïðèñóòñòâèè ñåðíîé êèñëîòû;
å) êèñëîðîäà ïðè òåìïåðàòóðå 110 °Ñ â ïðèñóòñòâèè ñåðåáðà.
Âî âñåõ óðàâíåíèÿõ (êðîìå ðåàêöèè ã) ðàññòàâüòå êîýôôèöèåíòû.
3.56. Êàêèå ñîåäèíåíèÿ îáðàçóþòñÿ, åñëè ïîäåéñòâîâàòü îçîíîì íà ñëåäóþùèå âåùåñòâà: ñèìì-ìåòèëïðîïèëýòèëåí, 4,4-äèìåòèëïåíòåí-2, 3,4-äèìåòèëãåêñåí-3, çàòåì ïðîâåñòè ãèäðîëèç
îçîíèäîâ.
3.57. Íàïèøèòå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, äîêàçûâàþùèõ ñòðîåíèå
ñëåäóþùèõ óãëåâîäîðîäîâ:
à) 2,4-äèìåòèëãåêñåí-2;
á) áóòåí-1;
â) ñèìì-ýòèëèçîïðîïèëýòèëåí;
ã) òåòðàìåòèëýòèëåí;
ä) 3-ýòèëãåêñåí-3.
3.58. Îïðåäåëèòå ñòðîåíèå àëêåíîâ, îçîíèäû êîòîðûõ ïðè ðàçëîæåíèè âîäîé îáðàçóþò ñîåäèíåíèÿ, ôîðìóëû êîòîðûõ ïðèâåäåíû:
à) CH3 CHO è CH3 CH CH2 CHO
CH3
á) CH3 CH2 C
CH3 è CH3 CH CHO
O
â) CH3 C
CH3
CH3 è CH3 C CH CH3
O
O CH3
ã) H CHO è CH3 C CH2 CH 2 CH3
O
Íàçîâèòå èñõîäíûå àëêåíû ñîãëàñíî íîìåíêëàòóðå IUPAC.
3.59. Ïðè îçîíîëèçå àëêåíà â êà÷åñòâå åäèíñòâåííîãî ïðîäóêòà
ðåàêöèè îáðàçóåòñÿ èçîìàñëÿíûé àëüäåãèä CH3—CH(CH3)—CHO.
Íàïèøèòå ñòðóêòóðíóþ ôîðìóëó ýòîãî àëêåíà.
3.60*. Óñòàíîâèòå íåèçâåñòíûå âåùåñòâà, íàïèøèòå ïîëíûå óðàâíåíèÿ ðåàêöèé, óêàæèòå óñëîâèÿ èõ ïðîòåêàíèÿ:
í-C5H12
Ã
À
Ä
Á
Å
Â
Æ
CH3 C
O
OH
+ CH3 C CH3
3.61. Ïðè ïîìîùè êàêèõ ðåàêöèé ìîæíî ðàçëè÷èòü:
à) ýòàí è ýòèëåí;
30
O