Даны вещества а) пропилен
б) бутен-1
в) изопрен
Укажите число σ- и π-связей в молекуле каждого из них.

Для решения задачи определим, что такое σ- и π-связи и как их распознать в органических молекулах.

1. σ-связь — это одинарная связь между атомами, возникающая при перекрывании электронных облаков вдоль оси, соединяющей ядра атомов. В каждом типе химической связи (одинарной, двойной, тройной) всегда присутствует одна σ-связь.
2. π-связь — это дополнительная связь, возникающая при перекрывании электронных облаков выше и ниже линии, соединяющей ядра атомов. π-связи появляются в двойных и тройных связях: одна π-связь присутствует в двойной связи, а две π-связи — в тройной.

Теперь определим структуру молекул для каждого вещества:

а) Пропилен (C₃H₆)

Пропилен — это алкен с формулой CH₂=CH-CH₃. В его структуре есть одна двойная связь между двумя первыми атомами углерода и одна одинарная связь между вторым и третьим атомами углерода.

• Двойная связь (между первым и вторым атомами углерода) состоит из одной σ-связи и одной π-связи.
• Одинарная связь (между вторым и третьим атомами углерода) — это одна σ-связь.
• Связи между атомами углерода и водорода — все одинарные (σ-связи).

Общее число связей:

• σ-связи: 8 (3 между углеродами и 5 между углеродами и водородами)
• π-связи: 1 (в двойной связи между первым и вторым атомами углерода)

б) Бутен-1 (C₄H₈)

Бутен-1 — это алкен с формулой CH₂=CH-CH₂-CH₃. В его структуре есть одна двойная связь между первым и вторым атомами углерода и одинарные связи между остальными атомами углерода.

• Двойная связь (между первым и вторым атомами углерода) состоит из одной σ-связи и одной π-связи.
• Одинарные связи между вторым и третьим, а также между третьим и четвертым атомами углерода — это σ-связи.
• Связи между углеродами и водородами — одинарные, все являются σ-связями.

Общее число связей:

• σ-связи: 11 (3 между углеродами и 8 между углеродами и водородами)
• π-связи: 1 (в двойной связи между первым и вторым атомами углерода)

в) Изопрен (C₅H₈)

Изопрен — это алкадиен с формулой CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂, у которого есть две двойные связи. Одна двойная связь находится между первым и вторым атомами углерода, а вторая — между третьим и четвертым атомами углерода.

• Первая двойная связь (между первым и вторым атомами углерода) состоит из одной σ-связи и одной π-связи.
• Вторая двойная связь (между третьим и четвертым атомами углерода) также состоит из одной σ-связи и одной π-связи.
• Все оставшиеся связи (между углеродами и водородами, а также между углеродами) являются σ-связями.

Общее число связей:

• σ-связи: 13 (5 между углеродами и 8 между углеродами и водородами)
• π-связи: 2 (по одной в каждой двойной связи)

Результаты

1. Пропилен (C₃H₆): 8 σ-связей и 1 π-связь.
2. Бутен-1 (C₄H₈): 11 σ-связей и 1 π-связь.
3. Изопрен (C₅H₈): 13 σ-связей и 2 π-связи.

Таким образом, используя правила определения σ- и π-связей и анализируя строение каждой молекулы, можно точно подсчитать количество каждого типа связей.