Формула метилциклобутана соответствует общей формуле 1) СnH2n+2 2) СnH2n 3) СnH2n-2 4) СnH2nО. Опишите его свойства.

Короткий ответ: 2) CₙH₂ₙ.
У метилциклобутана формула C₅H₁₀, то есть он относится к циклоалканам (насыщенным циклическим углеводородам), общая формула которых — CₙH₂ₙ.

Что это за вещество и какие у него свойства

• Строение. Кольцо из четырёх атомов углерода (циклобутан) с метильным заместителем. Малое кольцо даёт заметное кольцевое напряжение, поэтому реакционная способность выше, чем у «беспроблемных» циклоалканов (например, циклогексана).

• Физические свойства. Бесцветная летучая жидкость с характерным бензиноподобным запахом. Неполярна: в воде практически не растворяется, хорошо смешивается с неполярными органическими растворителями (гексан, бензол и т. п.). Легче воды и образует с ней отдельный слой. Легковоспламеняема, пары образуют с воздухом взрывоопасные смеси.

• Химические свойства (типичные для циклоалканов малого кольца).

  • Горение: полностью сгорает до CO₂ и H₂O; при недостатке кислорода — с образованием CO и сажи.

  • Радикальное замещение (как у алканов): хлорирование/бромирование на свету с отрывом атомов водорода у разных позиций (образуются смеси изомеров).

  • Реакции разрыва кольца (повышенная склонность из-за напряжения):

    • Гидрирование на никелевом/палладиевом катализаторе при повышенных T/P может сопровождаться раскрытием кольца с образованием пентана.

    • Галогенирование без света (электрофильные условия) и некоторые каталитические процессы также дают продукты раскрытия.

  • Дегидрирование/крекинг на катализаторах при высокой температуре может приводить к изомеризации и образованию пентенов или метилциклоалкенов (в зависимости от условий).

  • Окисление мягкими окислителями идёт плохо (устойчивая насыщенная система); жёсткими — даёт смесь кислородсодержащих продуктов.

• Изомерия. Структурный изомер пентена (C₅H₁₀), однако в отличие от алкена, исходная связь в кольце насыщенная; реакции по кратной связи ему нехарактерны без раскрытия кольца.

• Применение и безопасность. Компонент углеводородных фракций, сырьё в органическом синтезе. Требует работы в вытяжке: пары наркотического действия, раздражающие; строго соблюдать правила пожарной безопасности.

Итого: метилциклобутан — циклоалкан формулы CₙH₂ₙ (конкретно C₅H₁₀), летучая неполярная горючая жидкость, химически относительно инертная к электрофильным добавлениям, но более реакционноспособная, чем «большие» циклоалканы, за счёт напряжения и склонная к реакциям замещения и раскрытия кольца.