فيديو السؤال: تحديد الجزيء الذي لا يعد من المتشاكلات الهيكلية الكيمياء

نسخة الفيديو النصية

أي من الآتي لا يعد أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏؟ (أ) 2-ميثيل البنتان، (ب) 2،3-ثنائي ميثيل البيوتان، (ج) 2،2-ثنائي ميثيل البروبان، (د) 2،2-ثنائي ميثيل البيوتان، (هـ) 3-ميثيل البنتان.

في هذا السؤال، لدينا الصيغة الجزيئية لأحد الهيدروكربونات. ويتكون الجزيء من ست ذرات كربون و 14 ذرة هيدروجين. ويطلب منا السؤال تحديد أي الجزيئات المذكورة في خيارات الإجابة لا يعد أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏. والمتشاكلات الهيكلية جزيئات لها الصيغة الجزيئية نفسها، ولكن بترتيبات مختلفة لسلسلة الكربون. في البداية، دعونا نرسم الصيغة التوضيحية لألكان مستقيم السلسلة باستخدام الصيغة الجزيئية المعطاة في المسألة. يحتوي الجزيء على سلسلة مكونة من ست ذرات كربون متصلة بواسطة روابط أحادية و 14 ذرة هيدروجين. واسم هذا الجزيء هو الهكسان.

لمساعدتنا في تحديد أي الجزيئات المذكورة في خيارات الإجابة لا يعد أحد المتشاكلات الهيكلية للهكسان، سيكون من المفيد رسم الصيغ التوضيحية لكل من هذه الجزيئات. أولًا، جميع الجزيئات الموجودة في خيارات الإجابة هي ألكانات متفرعة السلسلة. ويتضمن كل اسم عددًا واحدًا أو أكثر يدل على موضع السلاسل الجانبية، متبوعًا باسم السلسلة الجانبية. فإذا كان هناك أكثر من سلسلة جانبية واحدة من النوع نفسه، تستخدم كلمة تدل على مواضعها. على سبيل المثال، عندما تظهر كلمة «ثنائي» قبل كلمة «ميثيل» في الاسم، فإنها تشير إلى وجود سلسلتي ميثيل جانبيتين. وأخيرًا، الجزء الأخير من الاسم هو اسم سلسلة الكربون. فإذا كان هناك نوع واحد فقط من السلاسل الجانبية في الجزيء، يكتب اسم السلاسل الجانبية وسلسلة الكربون معًا كلمة واحدة في اللغة الإنجليزية.

والآن، دعونا نفرغ بعض المساحة لنبدأ في رسم الصيغ التوضيحية لخيارات الإجابة. في الخيار أ، سلسلة الكربون هي البنتان، وتقع سلسلة الميثيل الجانبية على ذرة الكربون الثانية في سلسلة الكربون. ويشير المقطع «بنتـ» في البنتان إلى أن سلسلة الكربون في الجزيء تحتوي على خمس ذرات كربون. دعونا نرسم سلسلة الكربون من خلال ربط خمس ذرات كربون بروابط أحادية. ويشير المقطع «ميثـ» إلى أن السلسلة الجانبية تحتوي على ذرة كربون واحدة. إذن، علينا ربط ذرة كربون واحدة برابطة أحادية مع ذرة الكربون الثانية في سلسلة الكربون. وبعد إضافة ذرات الهيدروجين، يمكننا ملاحظة أن الجزيء يحتوي على ست ذرات كربون و 14 ذرة هيدروجين.

جزيء 2-ميثيل البنتان له نفس الصيغة الجزيئية للهكسان، ولكن بترتيب مختلف لسلسلة الكربون. ومن ثم، فإن 2-ميثيل البنتان أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏. وفي الخيار ب، 2،3-ثنائي ميثيل البيوتان، يخبرنا المقطع «بيوتـ» بأن سلسلة الكربون تحتوي على أربع ذرات كربون. وتشير كلمة «ثنائي» إلى وجود مجموعتي ميثيل. وتقع واحدة من مجموعتي الميثيل على ذرة الكربون الثانية في سلسلة الكربون، وتقع مجموعة الميثيل الثانية على ذرة الكربون الثالثة في سلسلة الكربون. إذن، يحتوي الجزيء على ست ذرات كربون و14 ذرة هيدروجين. وعليه، فإن الجزيء له نفس الصيغة الجزيئية للجزيء المعطى في المسألة. ومن ثم، فإن 3،2-ثنائي ميثيل البيوتان أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏.

في الخيار ج، 2،2-ثنائي ميثيل البروبان، يخبرنا المقطع «بروبـ» أن سلسلة الكربون تحتوي على ثلاث ذرات كربون، وتشير الكلمة «ثنائي» إلى وجود سلسلتي ميثيل جانبيتين. وترتبط سلسلتا الميثيل الجانبيتان بذرة الكربون الثانية في سلسلة الكربون. إذن، يحتوي هذا الجزيء على خمس ذرات كربون و12 ذرة هيدروجين، وهذا يعني أن صيغته الجزيئية هي ‪C5H12‬‏. وعليه، فإن 2،2-ثنائي ميثيل البروبان ليس له نفس الصيغة الجزيئية للجزيء المعطى في المسألة. ومن ثم، فهو ليس أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏.

لرسم الصيغتين البنائيتين للجزيئين في الخيارين د وهـ، يمكننا استخدام بعض من خيارات الإجابة الأخرى لمساعدتنا. ‏2،2-ثنائي ميثيل البيوتان يشبه بدرجة كبيرة الخيار ب، أي 2،3-ثنائي ميثيل البيوتان. ولكن، بدلًا من أن ترتبط سلسلتا الميثيل الجانبيتان بذرتي الكربون الثانية والثالثة في سلسلة الكربون، في 2،2-ثنائي ميثيل البيوتان ترتبط سلسلتا الميثيل الجانبيتان بذرة الكربون الثانية في سلسلة الكربون. ولا يتسبب تغيير موضع سلسلتي الميثيل الجانبيتين في تغيير الصيغة الجزيئية للجزيء، وهي ‪C₆H₁₄‬‏. إذن، 2،2-ثنائي ميثيل البيوتان أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏.

أما بالنسبة إلى الخيار هـ 3-ميثيل البنتان، فإن هذا الجزيء مشابه جدًّا للخيار أ. ولكن، بدلًا من أن تقع سلسلة الميثيل الجانبية على ذرة الكربون الثانية في السلسلة المكونة من خمس ذرات كربون، في 3-ميثيل البنتان ترتبط سلسلة الميثيل الجانبية بذرة الكربون الثالثة في السلسلة المكونة من خمس ذرات كربون. إذن، الصيغة الجزيئية لجزيء 3-ميثيل البنتان هي ‪C₆H₁₄‬‏. ومن ثم، فإن 3-ميثيل البنتان أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏.

إذن، «أي من الآتي لا يعد أحد المتشاكلات الهيكلية للمركب ‪C₆H₁₄‬‏؟». ‏2،2-ثنائي ميثيل البروبان، أو الخيار ج.