номер 5, страница 137 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

5.Выведите общую формулу гомологического ряда бензола.

Решение:

Гомологический ряд — это последовательность органических соединений с одинаковым качественным составом и схожим химическим строением, в которой каждый последующий член отличается от предыдущего на постоянную гомологическую разность — группу $-\text{CH}_2-$.

Рассмотрим состав первых представителей гомологического ряда аренов (бензола):

• Первый член ряда — бензол: его молекулярная формула $\text{C}_6\text{H}_6$. Здесь число атомов углерода $n = 6$, а число атомов водорода равно $6$.
• Второй член ряда — толуол (метилбензол): прибавляем одну гомологическую разность $\text{CH}_2$ к бензолу и получаем формулу $\text{C}_7\text{H}_8$. При $n = 7$ число атомов водорода равно $8$.
• Третий член ряда — этилбензол (или диметилбензол / ксилол): прибавляем еще одну группу $\text{CH}_2$ и получаем формулу $\text{C}_8\text{H}_{10}$. При $n = 8$ число атомов водорода равно $10$.

Установим математическую зависимость между числом атомов углерода ($n$) и числом атомов водорода ($y$):

• Для бензола ($n = 6$): $y = 6 = 2 \cdot 6–6$;
• Для толуола ($n = 7$): $y = 8 = 2 \cdot 7–6$;
• Для этилбензола ($n = 8$): $y = 10 = 2 \cdot 8–6$.

Видно, что число атомов водорода в молекуле любого гомолога бензола выражается соотношением $2n - 6$. Поскольку бензольное кольцо состоит минимум из шести атомов углерода, значение $n$ должно быть целым числом, равным или большим 6 ($n \ge 6$).

Ответ:

Общая формула гомологического ряда бензола — $$\text{C}_n\text{H}_{2n-6}\quad (n \ge 6)$$