Для решения этой задачи давайте обозначим количество атомов углерода, водорода и кислорода соответственно:
- Количество атомов углерода — (C)
- Количество атомов водорода — (H)
- Количество атомов кислорода — (O)
По условию задачи у нас есть следующие соотношения:
Число атомов водорода в 2 раза больше числа атомов кислорода:
[
H = 2O
]
Число атомов углерода на 4 меньше числа атомов водорода:
[
C = H - 4
]
Число атомов кислорода на 1 меньше числа атомов углерода:
[
O = C - 1
]
Теперь мы можем использовать эти уравнения, чтобы выразить все переменные через одну из них. Начнем с уравнения (H = 2O) и подставим (O) из третьего уравнения:
[
H = 2(C - 1)
]
Подставим это значение в уравнение (C = H - 4):
[
C = 2(C - 1) - 4
]
Раскроем скобки:
[
C = 2C - 2 - 4
]
Соберем все (C) на одну сторону (переносим (2C) влево):
[
C - 2C = -6
]
Получаем:
[
-C = -6 \implies C = 6
]
Теперь, зная, что (C = 6), можем найти (H) и (O):
Подставим (C) в уравнение для (O):
[
O = C - 1 \implies O = 6 - 1 = 5
]
Теперь находим (H) с помощью первого уравнения:
[
H = 2O \implies H = 2 \cdot 5 = 10
]
Теперь у нас есть количество атомов каждого элемента:
Следовательно, формула повторяющегося фрагмента молекулы целлюлозы будет:
[
C_6H_{10}O_5
]
Таким образом, молекула целлюлозы состоит из шести атомов углерода, десяти атомов водорода и пяти атомов кислорода.