5.1. Примени Знање...

Задатак тражи да на основу два модела куглица–штапић напишемо рационалне структурне формуле молекула угљоводоника. На моделима су тамне (крупније) куглице атоми угљеника, а светле (мање) куглице атоми водоника. Прво пажљиво пребројимо тамне угљеникове куглице на сваком моделу, затим одредимо начин њиховог повезивања (низ и рачвања), па пошто је угљеник четворовалентан, допунимо недостајуће атоме водоника. **Леви модел.** На левом моделу пажљивим бројањем видимо укупно \( 5 \) тамних сфера, дакле \( 5 \) атома угљеника (то нису \( 4 \) — постоји терминална \( CH_3 \) лево, централни рачвасти угљеник, бочна \( CH_3 \) грана горе, затим \( CH_2 \) и терминална \( CH_3 \) десно). Распоред је цик-цак ланац са једним рачвањем. Пратимо повезивање: терминална \( CH_3 \) група (лево) везана је за централни рачвасти угљеник; тај централни угљеник носи бочну \( CH_3 \) групу (горе) и наставља се на \( CH_2 \) групу, која се завршава још једном терминалном \( CH_3 \) групом (десно). Пошто су све везе између угљеника једноструке, у питању је **засићени ацикличан угљоводоник — алкан**. Рационална структурна формула је: \( CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3 \). Провера молекулске формуле: угљеника има \( 5 \); водоника \( 3+1+3+2+3 = 12 \). То одговара општој формули алкана \( C_nH_{2n+2} \) за \( n=5 \): \( 2\cdot 5 + 2 = 12 \), дакле \( C_5H_{12} \). По IUPAC номенклатури најдужи низ има \( 4 \) угљеника (бутан), а метил-грана је на другом угљенику — назив је **2-метилбутан (изопентан)**. **Десни модел.** На десном моделу такође има \( 5 \) тамних сфера, тј. \( 5 \) атома угљеника. Овде је један централни угљеников атом везан за чак \( 4 \) угљеникова атома распоређена симетрично око њега (горе, лево, доле, десно). Свака од те четири спољашње групе носи по три атома водоника, дакле то су четири \( CH_3 \) групе, док централни угљеник нема ниједан водоник (везан је само за угљеник). Све везе су једноструке, па је и ово **засићени ацикличан угљоводоник — алкан**. Рационална структурна формула је: \( C(CH_3)_4 \). Провера молекулске формуле: угљеника има \( 5 \); водоника \( 4\cdot 3 = 12 \), дакле \( C_5H_{12} \) (одговара \( C_nH_{2n+2} \) за \( n=5 \)). По IUPAC номенклатури најдужи низ има \( 3 \) угљеника (пропан) са две метил-групе на средњем угљенику — назив је **2,2-диметилпропан (неопентан)**. **Закључак.** Оба модела приказују угљоводонике исте молекулске формуле \( C_5H_{12} \), али различите структуре — они су **структурни изомери низа** пентана. Леви је 2-метилбутан \( CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3 \), а десни неопентан \( C(CH_3)_4 \).

Лево: \( CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3 \) — 2-метилбутан (изопентан), \( C_5H_{12} \). Десно: \( C(CH_3)_4 \) — неопентан, \( C_5H_{12} \).