Массовая доля углерода в соединении равна 83,3%, водорода - 16,7%. Определите строение вещества, если известно, что при его бромировании образуется только одно монобромпроизводное. Ответ дан: 2,2-диметилпропан нужно решение...

Для того чтобы определить структуру вещества, давайте шаг за шагом разберемся с данными и сделаем все необходимые расчёты.

Шаг 1: Определим молекулярную формулу

Массовая доля углерода (C) в веществе равна 83,3%, а водорода (H) — 16,7%. Мы можем принять, что масса вещества 100 г, чтобы упростить вычисления, и посчитать, сколько граммов углерода и водорода содержится в 100 г вещества:

• Углерод: 83,3 г
• Водород: 16,7 г

Теперь переведем массу углерода и водорода в количество моль:

1. Молекулярная масса углерода (C) = 12 г/моль.

   $$n_C = \frac{83,3}{12} = 6,94 \text{ моль углерода}$$

2. Молекулярная масса водорода (H) = 1 г/моль.

   $$n_H = \frac{16,7}{1} = 16,7 \text{ моль водорода}$$

Теперь найдем отношения этих количеств. Для этого делим количество моль водорода на количество моль углерода:

Это означает, что на каждый атом углерода приходится примерно 2,4 атома водорода. Чтобы получить простое целое число, умножим все элементы на 5:

• Углерод: $6,94 \times 5 = 34,7$
• Водород: $16,7 \times 5 = 83,5$

Теперь получаем более простое соотношение: 5 атомов углерода на 12 атомов водорода. Таким образом, эмпирическая формула соединения — это $\text{C}_5\text{H}_{12}$.

Шаг 2: Структура вещества

Состав $\text{C}_5\text{H}_{12}$ соответствует алкану. Однако, чтобы уточнить структуру, обратим внимание на важный момент — при бромировании вещества образуется только одно монобромпроизводное. Это указывает на то, что молекула вещества имеет симметричную структуру, так как при бромировании может образоваться только один продукт.

Исходя из этого, вероятно, что вещество — это 2,2-диметилпропан (также известный как нео-пентан), который имеет следующую структуру:

2,2-диметилпропан — это изомер пентана, в котором два метильных (CH₃) радикала присоединены к центральному углеродному атому.

Шаг 3: Проверка на монобромпроизводное

Теперь проверим, почему при бромировании этого вещества образуется только одно монобромпроизводное. У 2,2-диметилпропана все атомы углерода в молекуле симметричны, и только одно место (углерод в центре) может быть замещено бромом. Таким образом, при реакции с бромом образуется только одно возможное соединение — 2-бром-2,2-диметилпропан.

Ответ:

Итак, молекула с молекулярной формулой $\text{C}_5\text{H}_{12}$, которая при бромировании образует только одно монобромпроизводное, это 2,2-диметилпропан.