Задание №1. Напишите структурные формулы изомеров углеводорода состава C₅H₁₂. Назовите вещества по системе ИЮПАК.

На листе три задания — разберу все.

1. Изомеры \(\mathrm{C_5H_{12}}\)

Коротко: структурных изомеров три.

1. \(\mathrm{CH_3{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_2{-}CH_3}\) — пентан.
2. \(\mathrm{CH_3{-}CH(CH_3){-}CH_2{-}CH_3}\) — 2-метилбутан.
3. \(\mathrm{CH_3{-}C(CH_3)_2{-}CH_3}\) — 2,2-диметилпропан.

Почему так: формула \(\mathrm{C_5H_{12}}\) соответствует предельного алкана: \(2n+2=12\), значит, кратных связей и циклов нет. Изомеры получаются только разветвлением углеродной цепи. В названии выбирают самую длинную цепь и нумеруют с того конца, где заместитель получает меньший номер.

2. Цепочка превращений

\(\mathrm{X_1}\) — метан \(\mathrm{CH_4}\).

\[ \mathrm{Al_4C_3+12H_2O \rightarrow 4Al(OH)_3+3CH_4\uparrow} \]

\[ \mathrm{2CH_4 \rightarrow HC{\equiv}CH+3H_2} \] при \(1500^\circ\mathrm{C}\).

\[ \mathrm{3HC{\equiv}CH \rightarrow C_6H_6} \] при \(600^\circ\mathrm{C}\) над активированным углём; \(\mathrm{C_6H_6}\) — бензольное кольцо.

\[ \mathrm{2C_6H_6+15O_2 \rightarrow 12CO_2+6H_2O} \]

Логика: карбид алюминия гидролизуется до метана → пиролиз метана даёт ацетилен → тримеризация ацетилена даёт бензол → бензол сгорает до углекислого газа и воды.

3. Применение бензола и его гомологов

1. Производство фенола и ацетона.
2. Производство стирола и полистирола.
3. Получение анилина, красителей и лекарств.
4. Получение циклогексана для производства капрона.
5. Производство нитробензола и других продуктов органического синтеза.
6. Толуол и ксилолы — растворители, добавки к топливу; ксилолы нужны для получения терефталевой кислоты и ПЭТ.

Проверка: у всех изомеров \(\mathrm{C_5H_{12}}\) по 5 атомов углерода и 12 атомов водорода; уравнения цепочки сбалансированы по атомам.