فيديو السؤال: تحديد الجزيء الذي يعد متشاكلًا موضعيًّا الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي الجزيئات الآتية يعد أحد المتشاكلات الموضعية للمركب ‪C₄H₉OH‬‏؟ ثمة خمس صيغ توضيحية موضحة كالآتي.

في هذا السؤال، أعطينا الصيغ التوضيحية لخمسة جزيئات. مطلوب منا تحديد الجزيء الذي يعد متشاكلًا موضعيًّا للمركب ‪C₄H₉OH‬‏. المتشاكلات الموضعية جزيئات لها الصيغة الجزيئية والمجموعات الوظيفية نفسها، ولكنها تختلف من حيث موضع المجموعات الوظيفية على سلسلة الكربون. دعونا نلق نظرة على الصيغة الجزيئية المعطاة في السؤال. يحتوي الجزيء على أربع ذرات كربون، وإجمالي 10 ذرات هيدروجين، وذرة أكسجين واحدة. يجب أن يكون للمتشاكلات الموضعية الصيغة الجزيئية نفسها؛ وعليه، فالإجابة الصحيحة يجب أن تحتوي على نوع وعدد الذرات نفسها التي نراها هنا.

والآن، مجموعة ‪OH‬‏ التي تظهر في نهاية الصيغة الجزيئية مجموعة وظيفية تسمى «مجموعة الهيدروكسي». وهي المجموعة الوظيفية للكحول. غالبًا ما تكتب الصيغ الجزيئية للكحولات بحيث تكون مجموعة ‪OH‬‏ وحدها بدلًا من تجميع كل ذرات الهيدروجين معًا في الصيغة. دعونا نرسم إحدى الصيغ التوضيحية الممكنة لجزيء الكحول هذا باستخدام الصيغة الجزيئية المعطاة.

يمكننا البدء بربط أربع ذرات كربون بروابط أحادية. بعد ذلك، يمكننا أن نرسم رابطة أحادية من ذرة الكربون الأولى في سلسلة الكربون إلى مجموعة الهيدروكسي. أخيرًا، يمكننا إضافة ذرات الهيدروجين التسع المتبقية، مع التأكد من أن كل ذرة كربون تحتوي على إجمالي أربع روابط أحادية. اسم هذا الكحول « 1-بيوتانول ». يشير المقطع «بيوتـ» إلى وجود أربع ذرات كربون في سلسلة الكربون، وتستخدم اللاحقة «ـول» في أسماء جميع الكحولات للإشارة إلى وجود مجموعة الهيدروكسي. أخيرًا، يشير العدد الموجود في الاسم إلى موضع مجموعة الهيدروكسي على سلسلة الكربون. بعبارة أخرى، ترتبط مجموعة الهيدروكسي بذرة الكربون الأولى في سلسلة الكربون.

المتشاكلات الموضعية لها المجموعة الوظيفية نفسها، ولكنها تختلف من حيث موضع المجموعة الوظيفية على سلسلة الكربون. يجب ألا تتضمن الإجابة الصحيحة الصيغة الجزيئية نفسها لمركب 1-بيوتانول فحسب، بل يجب أن تحتوي أيضًا على مجموعة هيدروكسي مرتبطة بسلسلة الكربون. عند النظر إلى خيارات الإجابة، نلاحظ في خياري الإجابة ب، د أن الجزيئات تحتوي على مجموعة هيدروكسي مرتبطة بسلسلة الكربون، في حين تتضمن خيارات الإجابة الثلاثة الأخرى أنواعًا مختلفة من المجموعات الوظيفية.

يحتوي الجزيء في خيار الإجابة أ على مجموعة الإيثر الوظيفية، والجزيء في خيار الإجابة ج يحتوي على كيتون، والجزيء في خيار الإجابة هـ يحتوي على ألدهيد. بما أن هذه الجزيئات الثلاثة لا تحتوي على مجموعة الكحول الوظيفية، فلا يمكن أن تكون متشاكلات موضعية للمركب ‪C₄H₉OH‬‏. آخر ما علينا فعله تحديد ما إذا كان أي من الخيارين ب أو د يتضمن الصيغة الجزيئية الصحيحة.

يحتوي الجزيء ب على أربع ذرات كربون و10 ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. من ثم، فإن صيغته الجزيئية هي ‪C4H10O‬‏. أما الجزيء د فيحتوي على أربع ذرات كربون وثماني ذرات هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. من ثم، فإن صيغته الجزيئية هي ‪C4H8O‬‏. كما ذكرنا سابقًا، غالبًا ما تكتب الصيغ الجزيئية للكحولات بطريقة تشير إلى وجود مجموعة الهيدروكسي. لفعل ذلك، تكتب إحدى ذرات الهيدروجين بعد ذرة الأكسجين. إذن، يمكن إعادة كتابة الصيغة الجزيئية للجزيء ب على الصورة ‪C₄H₉OH‬‏. ويمكن كتابة الصيغة الجزيئية للجزيء د على الصورة ‪C4H7OH‬‏.

إذن، يمكننا استبعاد خيار الإجابة د؛ لأنه على الرغم من أنه يتضمن المجموعة الوظيفية الصحيحة، فإنه لا يتضمن الصيغة الجزيئية الصحيحة. في الختام، تتضمن الصيغة التوضيحية في خيار الإجابة ب المجموعة الوظيفية نفسها والصيغة الجزيئية نفسها، وهي ‪C₄H₉OH‬‏. لكن، تقع مجموعة الهيدروكسي على ذرة كربون مختلفة في سلسلة الكربون.

إذن، المتشاكل الموضعي للمركب ‪C₄H₉OH‬‏ هو الجزيء الموضح في خيار الإجابة ب.