ГДЗ · Хімія · 9 клас

Сторінка 139

Хімія, Григорович О. В., Недоруб О. Ю., 2026 · № 189–199 · 11 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 17. Гомологи метану — насичені вуглеводні

Завдання 189

Визначення алканів

За матеріалом параграфа сформулюйте визначення алканів.

Розв’язання

Проаналізуйте текст про те, що атоми Карбону в цих сполуках пов'язані лише одинарними зв'язками і не можуть приєднати інших атомів.
Складіть визначення, поєднавши поняття «насичені», «вуглеводні» та опис хімічних зв'язків.

Відповідь:

Алкани — це насичені вуглеводні, молекули яких складаються з атомів Карбону та Гідрогену, пов'язаних між собою лише одинарними ковалентними зв'язками ( $C - C$ ), тоді як атоми Карбону також пов'язані з атомами Гідрогену.

Завдання 190

Назви алканів (C15–C19)

Запропонуйте назви для алканів із числом атомів Карбону в молекулі від 15 до 19.

Розв’язання

Визначте корені слів для чисел від 15 до 19: 15 — пентадек-, 16 — гексадек-, 17 — гептадек-, 18 — октадек-, 19 — нонадек-.
Прикріпіть закінчення «-ан» до кожного кореня, утворивши повні назви сполук.

Відповідь:

Пентадекан ( $C_{15} H_{32}$ ), гексадекан ( $C_{16} H_{34}$ ), гептадекан ( $C_{17} H_{36}$ ), октадекан ( $C_{18} H_{38}$ ), нонадекан ( $C_{19} H_{40}$ ).

Завдання 191

Походження назви «парафіни

Поясніть, чому у XIX столітті алкани назвали парафінами, враховуючи значення слів parum («мало») та affinis («споріднений»).

Розв’язання

Перекладіть латинські слова parum («мало») та affinis («споріднений/подібний») в контексті хімічної активності.
Зв'яжіть це з тим, що алкани майже не реагують (неактивні) у порівнянні з іншими органічними сполуками того часу.

Відповідь:

Алкани назвали парафінами від латинських слів parum («мало») та affinis («споріднений»), що в перекладі дає «майже несприйнятливі» або «неактивні». Це назва виникла тому, що у XIX столітті алкани відомо було лише як речовини, які майже не вступають у хімічні реакції з кислотами, лугами та окиснювачами (відтак їх називали «хімічними мерцями»).

Завдання 192

Застосування алканів та властивості

Знайдіть інформацію про застосування алканів. Визначте, якими фізичними або хімічними властивостями це зумовлено. Оформіть інформаційну картку для однієї речовини-алкана (властивості, сфера застосування, заходи безпеки).

Розв’язання

Оберемо пропан-бутанову суміш як приклад газопального палива.
Визначимо властивості: це газ, який добре горить і легко скраплюється під тиском.
Сформулюємо заходи безпеки: не допускати витоку (пожежонебезпечно) та використовувати спеціальні балони.

Відповідь:

Інформаційна картка: Пропан-бутанова суміш
* Властивості: Газоподібна речовина, добре горить, легко скраплюється за невеликого охолодження та підвищеного тиску. Полярність відсутня.
* Застосування: Використовується як пальне для побутових газових плит, котлів автономного опалення та у гасових лампах.
* Заходи безпеки: Не допускати витоку газу (виникнення пожежі чи вибуху). Робота з балонами вимагає обережності, оскільки суміш легкозапальна.

---

Завдання 193

Продукти хлорування метану

Дізнайтеся про властивості та застосування продуктів хлорування метану (хлористий метил, дихлорметан тощо).

Розв’язання

Напишемо послідовність реакцій хлорування метану: $C H_{4} + C l_{2} \to C H_{3} C l$ , далі до $C C l_{4}$ .
Визначимо назви продуктів: хлористий метил, дихлорметан, трихлорметан (хлороформ), тетрахлорметан (тетрафторид вуглецю — помилка в тексті підручника, правильно тетрафторид не утворюється при хлоруванні, це тетрахлорметан).
Опишемо застосування: розчинники для фарб та лакків (дихлорметан), засіб проти судоми (хлороформ), інсектицид та промисловий хладагент (тетрахлорметан).

Відповідь:

Продуктами хлорування метану є $C H_{3} C l$ (хлористий метил), $C H_{2} C l_{2}$ (дихлорметан), $C H C l_{3}$ (трихлорметан, хлороформ) та $C C l_{4}$ (тетрахлорметан).
* Хлористий метил використовується як промисловий газ для герметизації.
* Дихлорметан — це розчинник фарб, лакків та клеїв.
* Трихлорметан (хлороформ) раніше використовували як засіб проти судоми та анестетик.
* Тетрахлорметан застосовують як промисловий розчинник та хладагент, але через токсичність його використання обмежене.

---

Завдання 194

Означення насичених вуглеводнів

Поясніть, чому метан і його гомологи називають насиченими вуглеводнями.

Розв’язання

Аналізуємо будову молекул алканів: всі зв'язки між атомами Карбону є одинарними ( $C - C$ ).
Перевіряємо валентність Карбону: кожен атом $C$ утворив 4 зв'язки, тому валентність задоволена.
Висновуємо назву: оскільки молекула не може приєднати більше атомів без розриву зв'язків, такі вуглеводні називають насиченими.

Відповідь:

Метан і його гомологи називають насиченими вуглеводнями, оскільки у їхніх молекулах атоми Карбону сполучені один з одним лише одинарними ковалентними зв'язками. Це означає, що всі валентні можливості атомів Карбону «насичені» (кожен атом $C$ утворив 4 зв'язки), і вони вже не здатні приєднати жодного іншого атома без розриву існуючих зв'язків.

Завдання 195

Порівняння гомологів метану

Порівняйте будову та склад двох гомологів метану (на вибір), створивши для них діаграму Венна.

Розв’язання

Обираємо пропан ( $C_{3} H_{8}$ ) і бутан ( $C_{4} H_{10}$ ) як об'єкти порівняння.
Визначаємо спільні риси: обидва належать до класу алканів, мають загальну формулу $C_{n} H_{2 n + 2}$ , складаються з одинарних зв'язків ( $C - C$ та $C - H$ ), є насиченими вуглеводнями.
Визначаємо відмінності: у пропану 3 атоми Карбону, у бутану — 4; молекулярна маса бутана більша; при кімнатній температурі пропан — газ, а бутан також газ, але ближче до рідини (зазвичай порівнюють з пентаном як рідиною для контрасту, або просто вказують на різницю у складі).

Відповідь:

Спільне: клас алканів, формула $C_{n} H_{2 n + 2}$ , насиченість, одинарні зв'язки. Відмінне: кількість атомів C (3 проти 4), молекулярна маса, точний склад ( $C_{3} H_{8}$ проти $C_{4} H_{10}$ ). Діаграму Венна потрібно намалювати самостійно, розмістивши спільне в центрі та відмінності по краях.

Завдання 196

Структурні формули гексану і гептану

Запишіть повну й скорочену структурні формули гомологів метану із числом атомів Карбону 6 і 8.

Розв’язання

Для гексану ( $n = 6$ ): Записуємо повну структуру як ланцюг $- CH_{3} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{3}$ . Скорочену формулу пишемо так: $CH_{3} (CH_{2})_{4} CH_{3}$ .
Для гептану ( $n = 8$ ): Записуємо повну структуру як ланцюг $- CH_{3} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{3}$ . Скорочену формулу пишемо так: $CH_{3} (CH_{2})_{6} CH_{3}$ .

Відповідь:

Гексан: повна — $CH_{3} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{3}$ , скорочена — $CH_{3} (CH_{2})_{4} CH_{3}$ . Гептан: повна — $CH_{3} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{2} - CH_{3}$ , скорочена — $CH_{3} (CH_{2})_{6} CH_{3}$ .

Завдання 197

Доведення гомологічності бутану і гептану

Доведіть, що бутан і гептан є гомологами.

Розв’язання

Записуємо молекулярну формулу бутану: $C_{4} H_{10}$ .
Записуємо молекулярну формулу гептану: $C_{7} H_{16}$ .
Порівнюємо склад: кількість атомів Карбону відрізняється на $7 - 4 = 3$ , кількість атомів Гідрогену — на $16 - 10 = 6$ .
Перевіряємо відмінність: група метилен має склад $CH_{2}$ (1 C і 2 H). Три такі групи дають $3 \times C = 3 C$ та $3 \times 2 H = 6 H$ . Оскільки різниця у складі дорівнює трьом групам $- CH_{2} -$ , речовини є гомологами.

Відповідь:

Бутан ( $C_{4} H_{10}$ ) і гептан ( $C_{7} H_{16}$ ) належать до класу алканів, а їхній склад відрізняється на три групи $- CH_{2} -$ . Отже, вони є гомологами.

Завдання 198

Хімічні зв'язки в молекулі пропану

Визначити загальну кількість хімічних зв'язків у молекулі пропану ( $C_{3} H_{8}$ ), а також кількість зв'язків $C - C$ та $C - H$ .

Розв’язання

Запишемо молекулярну формулу пропану: $C_{3} H_{8}$ . Сума валентностей всіх атомів дорівнює $(3 \times 4) + (8 \times 1) = 20$ . Кількість зв'язків — половина від цієї суми, тобто $20/2 = 10$ .
Атоми Карбону утворюють ланцюг: перший атом пов'язаний із другим ( $C - C$ ), другий — із третім ( $C - C$ ). Отже, зв'язків $C - C$ є два.
Решта валентностей заповнюються атомами Гідрогену: кожен з трьох атомів Карбону пов'язаний із певною кількістю атомів Гідрогену, що дає всього 8 зв'язків $C - H$ .

Відповідь:

У молекулі пропану всього 10 хімічних зв'язків; з них 2 зв'язки $C - C$ і 8 зв'язків $C - H$ .

Завдання 199

Визначення гомологів метану серед формул

З переліку формул вуглеводнів ( $C_{3} H_{6}$ , $C_{4} H_{10}$ , $C_{6} H_{6}$ , $C_{14} H_{30}$ , $C_{8} H_{8}$ ) виписати формули гомологів метану.

Розв’язання

Перевіримо $C_{3} H_{6}$ : для $n = 3$ має бути $2 \cdot 3 + 2 = 8$ атомів Гідрогену. Отримано 6, отже це ненасичений вуглеводень (алкен), не підходить.
Перевіримо $C_{4} H_{10}$ : для $n = 4$ має бути $2 \cdot 4 + 2 = 10$ атомів Гідрогену. Отримано 10, це алкан (бутан), підходить.
Перевіримо $C_{6} H_{6}$ : для $n = 6$ має бути $2 \cdot 6 + 2 = 14$ . Отримано 6, не підходить.
Перевіримо $C_{14} H_{30}$ : для $n = 14$ має бути $2 \cdot 14 + 2 = 30$ . Отримано 30, це алкан (тетрадекан), підходить.
Перевіримо $C_{8} H_{8}$ : для $n = 8$ має бути $2 \cdot 8 + 2 = 18$ . Отримано 8, не підходить.

Відповідь:

Формули гомологів метану з наведеного списку: $C_{4} H_{10}$ , $C_{14} H_{30}$ .