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Complétez la phrase suivante. Le nombre d’atomes de carbone dans un cycloalcane contenant 24 atomes d’hydrogène est de ＿.
Les alcanes sont des hydrocarbures saturés qui contiennent seulement des liaisons covalentes simples. Les atomes de carbone dans un alcane peuvent être liés par des chaînes linéaires ou par des structures cycliques. La formule générale d’un alcane à chaîne linéaire est C𝑛H2𝑛+2, où 𝑛 représente le nombre d’atomes de carbone. Les alcanes cycliques ont une liaison simple carbone-carbone supplémentaire comparativement à leurs homologues à chaîne linéaire. Par conséquent, les alcanes cycliques ont deux atomes d’hydrogène de moins que les alcanes à chaîne linéaire, tout en ayant le même nombre d’atomes de carbone. La formule générale d’un alcane cyclique est donc C𝑛H2𝑛.
La question vise à déterminer le nombre d’atomes de carbone contenus dans un cycloalcane. Il est mentionné que ce cycloalcane contient 24 atomes d’hydrogène. À partir de la formule générale, nous savons que le nombre d’atomes d’hydrogène dans un alcane cyclique est égal à deux fois 𝑛, qui représente le nombre d’atomes de carbone. Nous pouvons donc affirmer que 24 est égal à deux fois 𝑛, puis diviser les deux côtés de l'équation par deux pour déterminer que 𝑛, soit le nombre d’atomes de carbone, est de 12. Nous pouvons vérifier notre réponse en dessinant la structure de cette molécule, en commençant par joindre 12 atomes de carbone dans une structure en forme d’anneau. Nous pouvons compléter cette structure en liant chaque atome de carbone à deux atomes d’hydrogène pour que chaque atome de carbone présent dans la structure forme un total de quatre liaisons. Cette structure confirme qu’un cycloalcane possédant 12 atomes de carbone contient bel et bien 24 atomes d’hydrogène.
Par conséquent, pour répondre à la question, nous devons combler l'espace vide par 12 atomes de carbone, soit le nombre d’atomes de carbone présents dans un cycloalcane contenant 24 atomes d’hydrogène.
