Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

1. \( CH_3-CH=CH-CH_3 \), \( C_4H_8 \), \( C_nH_{2n} \): алкен 2. шесточлани прстен бензена са \( -CH_3 \): ароматични угљоводоник 3. \( CH_3-CH_2-CH_3 \), \( C_3H_8 \), \( C_nH_{2n+2} \): алкан 4. \( HC\equiv C-CH_3 \), \( C_3H_4 \), \( C_nH_{2n-2} \): алкин

Детаљно решење

Корак 1: Начин одређивања класе

Прво посматрамо да ли су атоми угљеника повезани у отворени низ или у прстен. Затим одређујемо врсту веза међу атомима угљеника:
  • само једноструке везе у отвореном низу: алкан,
  • једна двострука веза у отвореном низу: алкен,
  • једна трострука веза у отвореном низу: алкин,
  • прстен са једном двоструком везом: циклоалкен,
  • прстен са структуром бензена: ароматични угљоводоник.

Корак 2: Прва формула

Атоми угљеника су повезани у отворени низ од четири атома. Између средња два атома угљеника налази се једна двострука веза: \[ CH_3-CH=CH-CH_3 \] Молекулска формула је \( C_4H_8 \), што одговара општој формули \( C_nH_{2n} \). Ово је алкен.

Корак 3: Друга формула

Атоми угљеника су повезани у шесточлани прстен, у коме се наизменично смењују једноструке и двоструке везе. То је структура бензена. На прстен је везана метил-група \( -CH_3 \). Ово је ароматични угљоводоник.

Корак 4: Трећа формула

Атоми угљеника су у отвореном низу и све везе међу њима су једноструке: \[ CH_3-CH_2-CH_3 \] Молекулска формула је \( C_3H_8 \), што одговара општој формули \( C_nH_{2n+2} \). Ово је алкан.

Корак 5: Четврта формула

Атоми угљеника су у отвореном низу. Између прва два атома угљеника налази се једна трострука веза: \[ HC\equiv C-CH_3 \] Молекулска формула је \( C_3H_4 \), што одговара општој формули \( C_nH_{2n-2} \). Ово је алкин.

Кратак запис решења:

1. \( C_4H_8 \), једна \( C=C \): алкен 2. прстен бензена: ароматични угљоводоник 3. \( C_3H_8 \), све везе \( C-C \): алкан 4. \( C_3H_4 \), једна \( C\equiv C \): алкин

Најважније из лекције

Угљоводоници: Органска једињења састављена само од угљеника и водоника. Атом \(\text{C}\) је увек четворовалентан.
Подела према низу:
  • Ациклични (отворени): алкани (једнострука веза), алкени (\(\text{C}=\text{C}\)), алкини (\(\text{C}\equiv\text{C}\)).
  • Циклични (прстенасти): алициклични (циклоалкани, циклоалкени, циклоалкини) и ароматични (на бази бензена, \(\text{C}_6\text{H}_6\)).
Подела према засићености: Засићени садрже само једноструке \(\text{C}-\text{C}\) везе (алкани, циклоалкани), док незасићени садрже двоструке или троструке везе (алкени, алкини, циклоалкени, циклоалкини).
Функционална група: Двострука (\(\text{C}=\text{C}\)) и трострука веза (\(\text{C}\equiv\text{C}\)) представљају функционалне групе незасићених угљоводоника које одређују њихову реактивност, док засићени угљоводоници немају функционалну групу.
Угљоводоници су најједноставнија органска једињења чији су молекули изграђени искључиво од атома угљеника (\(\text{C}\)) и атома водоника (\(\text{H}\)).
Валенца угљеника: У свим органским једињењима атом угљеника је увек четворовалентан (гради 4 ковалентне везе).
Атоми угљеника имају јединствену способност међусобног повезивања:
  • Према врсти везе: једноструким (\(\text{C}-\text{C}\)), двоструким (\(\text{C}=\text{C}\)) или троструким (\(\text{C}\equiv\text{C}\)) везама.
  • Према облику низа: у отворене (неразгранате или разгранате) низове и затворене низове (прстенове).
Најједноставнији угљоводоник са једним атомом угљеника је метан (\(\text{CH}_4\)), где је централни четворовалентни атом угљеника везан са 4 атома водоника.
Угљоводоници се деле на основу два основна критеријума: структуре угљеничног низа и врсте ковалентних веза.
Критеријум поделе Тип Опис карактеристика
Према облику низа Ациклични Атоми угљеника формирају отворене (линијске или разгранате) низове.
Циклични Атоми угљеника формирају затворене структуре (прстенове).
Према врсти веза (засићености) Засићени Све ковалентне везе између атома угљеника су искључиво једноструке (\(\text{C}-\text{C}\)).
Незасићени Молекули садрже најмање једну двоструку (\(\text{C}=\text{C}\)) или троструку (\(\text{C}\equiv\text{C}\)) ковалентну везу.
1. Ациклични угљоводоници (отворени низ):
  • Алкани: засићени угљоводоници са свим једноструким везама (нпр. етан: \(\text{H}_3\text{C}-\text{CH}_3\)).
  • Алкени: незасићени угљоводоници који садрже једну двоструку везу (нпр. етен: \(\text{H}_2\text{C}=\text{CH}_2\)).
  • Алкини: незасићени угљоводоници који садрже једну троструку везу (нпр. етин: \(\text{HC}\equiv\text{CH}\)).
2. Циклични угљоводоници (затворени прстен):
  • Алициклични угљоводоници:
    • Циклоалкани: засићени циклични угљоводоници (само \(\text{C}-\text{C}\) везе).
    • Циклоалкени: незасићени циклични угљоводоници са једном \(\text{C}=\text{C}\) везом.
    • Циклоалкини: незасићени циклични угљоводоници са једном \(\text{C}\equiv\text{C}\) везом.
  • Ароматични угљоводоници (арени): посебна група цикличних једињења чију основу чини шесточлани прстен бензена (\(\text{C}_6\text{H}_6\)) са специфичним системом веза.
Функционална група је део молекула (атом, група атома или вишеструка веза) који одређује карактеристична физичка и хемијска својства једињења и представља место највеће реактивности.
Вишеструке ковалентне везе чине молекуле знатно реактивнијим у односу на засићена једињења:
  • Двострука веза (\(\text{C}=\text{C}\)) је функционална група алкена и циклоалкена.
  • Трострука веза (\(\text{C}\equiv\text{C}\)) је функционална група алкина и циклоалкина.
  • Алкани и циклоалкани немају функционалну групу, јер немају издвојен део структуре који значајно одступа и даје посебну реактивност (све везе су стабилне \(\text{C}-\text{C}\) и \(\text{C}-\text{H}\) једноструке везе).

Задаци за вежбање

Задатак 1 (лак): Одредите да ли су следећи угљоводоници засићени или незасићени:
а) алкан; б) алкен; в) алкин; г) циклоалкан.
Одговор:
а) алкан - засићен (садржи само једноструке везе)
б) алкен - незасићен (садржи двоструку везу)
в) алкин - незасићен (садржи троструку везу)
г) циклоалкан - засићен (садржи само једноструке везе у прстену)
Задатак 2 (средњи): Заокружите тачне тврдње:
а) Угљеник у молекулу етина је тровалентан.
б) Трострука веза је функционална група алкина.
в) Бензен (\(\text{C}_6\text{H}_6\)) је представник ацикличних угљоводоника.
г) Алкани немају функционалну групу.
Одговор: Тачне тврдње су б и г.
Објашњење за нетачне:
а) Угљеник је у свим органским једињењима четворовалентан.
в) Бензен је циклични (ароматични) угљоводоник, а не ациклични.
Задатак 3 (средњи): Како се назива циклични угљоводоник који у свом прстену садржи једну двоструку везу?
Одговор: Назива се циклоалкен (спада у алицикличне незасићене угљоводонике).
Задатак 4 (тежак): Упоредите молекуле угљоводоника са два атома угљеника: етан (\(\text{H}_3\text{C}-\text{CH}_3\)), етен (\(\text{H}_2\text{C}=\text{CH}_2\)) и етин (\(\text{HC}\equiv\text{CH}\)). Наведите за сваки: класу једињења, тип везе између \(\text{C}\) атома, засићеност и функционалну групу.
Одговор:
  • Етан (\(\text{H}_3\text{C}-\text{CH}_3\)): класа - алкани; тип везе - једнострука (\(\text{C}-\text{C}\)); засићен; нема функционалну групу.
  • Етен (\(\text{H}_2\text{C}=\text{CH}_2\)): класа - алкени; тип везе - двострука (\(\text{C}=\text{C}\)); незасићен; функционална група - двострука веза.
  • Етин (\(\text{HC}\equiv\text{CH}\)): класа - алкини; тип везе - трострука (\(\text{C}\equiv\text{C}\)); незасићен; функционална група - трострука веза.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: