номер 4, страница 86 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

4. Сколько $\sigma$-связей в молекуле этана? Имеются ли $\pi$-связи в молекуле этана или других алканов?

4.Решение:

Молекулярная формула этана — $\text{C}_2\text{H}_6$. Его структурная формула имеет вид $\text{H}_3\text{C}-\text{CH}_3$.

1. Определение числа $\sigma$-связей в этане:

• Между двумя атомами углерода образуется $1$ одинарная связь $\text{C}-\text{C}$, являющаяся $\sigma$-связью.
• Каждый атом углерода связан с тремя атомами водорода, что дает суммарно $6$ связей $\text{C}-\text{H}$, каждая из которых также представляет собой $\sigma$-связь.
• Всего в молекуле этана: $1 + 6 = 7$ $\sigma$-связей.
• Проверка по формуле: общее число $\sigma$-связей в ациклических алканах состава $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$ рассчитывается по формуле $N_{\sigma} = 3n + 1$. Для этана ($n = 2$): $N_{\sigma} = 3 \cdot 2 + 1 = 7$.

2. Наличие $\pi$-связей:

В молекуле этана, как и в любых других алканах, $\pi$-связи отсутствуют. Алканы являются предельными (насыщенными) углеводородами. Атомы углерода в них находятся в состоянии $sp^3$-гибридизации, а все химические связи являются простыми одинарными $\sigma$-связями, возникающими при осевом перекрывании орбиталей вдоль линии, соединяющей ядра атомов. $\pi$-Связи образуются только при боковом перекрывании негибридизованных $p$-орбиталей и входят в состав кратных связей (двойных и тройных), характерных для непредельных углеводородов (например, алкенов или алкинов).

Ответ:

• В молекуле этана содержится $7$ $\sigma$-связей ($1$ связь $\text{C}-\text{C}$ и $6$ связей $\text{C}-\text{H}$).
• В этане и других алканах $\pi$-связей нет (все связи исключительно одинарные $\sigma$-связи).