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高校化学の有機化合物の構造式についてなのですが、
書き方がまったくわかりません。
C4H8の構造式がなぜCH2=CH-CH2-CH3と
              CH3-C=CH2
になるのかをできるだけ詳しく、かつわかりやすく教えていただけますか?

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A 回答 (5件)

それぞれの元素には結合のための手を持っています。

今回の場合、Cは手を4本、Hは手を1本持ちます。まず、Cから考えます。
C-C-C-Cという形を考えます。すると、右からまだ、手が3本、2本、2本、3本とあまります。そこに、手が余らないように、Hの手をつなげてあげます。まず、端っこに3個ずつつけてあげると、CH3-C-C-CH3という形になります。あとHが2つ余ってるので、真ん中につけてあげます。CH3-CH-CH-CH3となります。しかし、これだと、真ん中2つのCは、手が1本ずつ余ってしまうので、C同士をお互い結合させて(二重結合)、CH3-CH=CH-CH3となります。
もう1つですが、CH3-CH2-CH=CH2又はCH2=CH-CH2-CH3ではないでしょうか?
これも、同じように手の数が合うように考えていきます。
有機の問題で構造式を考えるときには、まず、Cを並べてみるといいと思います。それで、結合の手を数えていくと、出来たり出来なかったりするものが出てきます。出来なかったら、2重結合や3重結合が間に入らないかを考えたりして、ちょっとしたパズルみたいな感じです。いろいろと手を数えながら考えると解決できると思います。
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メチルシクロプロパンは#1mojittoさんが既に取り上げていらっしゃいますね。



n員環とは、n個の原子が環状につながった環を言います。
#3akira322さんが書かれているような構造が4員環です。
また、ベンゼン環は6員環です。
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この回答へのお礼

わかりやすい解説をありがとうございました。
これで2学期につまづかなくて済みそうです。

お礼日時:2007/07/20 16:18

なんか忘れられているような気がしてかわいそうなので, methylcyclopropane もいれてあげてください.

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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
methylcyclopropaneもですか…。
頑張ります。

お礼日時:2007/07/20 16:21

あと、書き忘れたのですが、先ほどの直線状以外にも、


  H  H
  | |
 HーCーCーH
  | |
 HーCーC-H
  | |
  H  H

のような丸い形(環状)もありえるので、忘れないでくださいね。
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この回答へのお礼

非常に詳しいご回答ありがとうございました。
とてもわかりやすいです。
ご指摘にもあったのですが、
CH3-C=CH2は間違っていました。本当はCH3-C=CH2
                   |
                   CH3
です。失礼しました。

お礼日時:2007/07/19 18:51

組成式から異性体がいくつあるかを考える問題ですね。


この問題は単純な炭化水素の問題なので、基本中の基本です。

もし炭素原子が4つあり、飽和で単純な直鎖状の分子を想定した場合、水素原子はいくつ必要ですか?
(教科書や参考書などに求める式がある…と思います。)
でもこの組成式では水素原子の数が足りないですよね。
水素が足りないと言うことは…不飽和もしくは環状であるということです。

次は構造を決定します。
炭素原子を4つ使い、1ヶ所の不飽和がある状態で炭素の構造の組み合わせは?また環状もありえますね?
組み合わせなので、どんどん紙に書き挙げてください。
(念のため注意…C=C-C-CとC-C-C=Cは同じ意味です。180°反転したら重なりますよね?)

ちなみに答えは5通りあるはずです。
直鎖状の異性体2つ
枝分かれ1つ
4員環1つ
3員環1つ
(違っていたらすいません)
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この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございます。
詳しく説明していただいたところ申し訳ないのですが、
員環とは何でしょうか?
また説明していただければ幸いです。

お礼日時:2007/07/19 18:46

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Qヘプタン異性体の構造式

C7H16のヘプタン9つの異性体の構造式と、それらの名前を誰か分かる人教えて下さい。
どうやって構造式を作って良いのか分からないので作り方も教えていただければ。

Aベストアンサー

ヘプタンの9つの異性体は、

・ヘプタン

  C-C-C-C-C-C-C

・2-メチルヘキサン

  C-C-C-C-C-C
     |
     C

・3-メチルヘキサン

  C-C-C-C-C-C
       |
       C

・2,3-ジメチルペンタン

  C-C-C-C-C
     | |
     C  C

・2,4-ジメチルペンタン

  C-C-C-C-C
     |   |
     C    C


・2,2-ジメチルペンタン

     C
    |
  C-C-C-C-C
    |
     C

・3,3-ジメチルペンタン

       C
       |
  C-C-C-C-C
       |
       C

・3-エチルペンタン

  C-C-C-C-C
       |
       C
       |
       C

・2,2,3-トリメチルブタン

     C
     |
  C-C-C-C
     | |
     C  C

これで全てだと思います。
↑ずれてると思いますが、お許し下さい。m(_ _)m

>どうやって構造式を作って良いのか分からないので作り方も教えていただければ。

主鎖に位置番号をふったりして、側鎖を付ける数とか場所を考えられるだけ考えるしか
ないでしょうかねぇ?僕も上手い方法を教えて欲しいです~。

ヘプタンの9つの異性体は、

・ヘプタン

  C-C-C-C-C-C-C

・2-メチルヘキサン

  C-C-C-C-C-C
     |
     C

・3-メチルヘキサン

  C-C-C-C-C-C
       |
       C

・2,3-ジメチルペンタン

  C-C-C-C-C
     | |
     C  C

・2,4-ジメチルペンタン

  C-C-C-C-C
     |   |
     C    C


・2,2-ジメチルペンタン

...続きを読む

Q化学のアルカン、アルケンの構造異性体

アルカンやアルケンには構造異性体がたくさん
るのですが構造異性体の数を求めるコツとかあったら
教えてください。アルカンは決まっているので暗記
しようと考えてます。
例:(1)C4H8(シス、トランス含める)
  (2)C5H10(シス、トランス含める)
  (3)C5H12Oで表されるアルコール、エーテル
たとえば(2)の解答は11種類ですが11
種類も書きだせる自信はありません。
ちなみに(1)は6、(3)は14です。
解答をみると全部書き出していましたが
全部書き出すのはキツイです。

Aベストアンサー

>アルカンは決まっているので暗記しようと考えてます。

数を覚えようと思っているのですか。
これが敗因ですね。
考えやすいアルカンで系統的に異性体を作り出していく手順を理解するのです。
数だけ覚えても意味がありません。
C3H8の異性体は1つと覚えたとします。
それだけでC3H6Cl2の異性体がいくつあるかを求めることができますか。
だからC4H10の異性体が2個と覚えていてもC4H8の異性体の数はいくらかというところで沈没するのです。
水素の数が2つ減ればCとCの結合を1つ増やさないといけません。
隣接している炭素と炭素の間で結合を増やせば二重結合になります。
離れた炭素と炭素の間で結合を作れば環状構造になります。
どちらの場合も二重結合を持たないアルカンの構造が分かっていれば作ることができます。
アルカンの異性体の構造を系統的に作り出しておかなければこれで全部であるかどうかの判断が難しくなります。

アルコールはCとHの間にOをはさめば出来上がります。
エーテルはCとCの間にOをはさめば出来上がります。
C5H12Oの異性体はC5H12の異性体を書きだすことができれば分かります。
でもC5H12の異性体の数が3つであるという事だけを覚えていてもできません。

「C3H12の異性体の数はいくつであるか」というような問題は実際には出ないでしょう。
3つであるという数字を覚えてきているだけの人と異性体の意味が分かって構造も書きだすことができる人の区別ができないからです。だからと言って異性体の構造を10個も書かせるような問題を出すでしょうか。もしそういう問題が出るとしたらかなりレベルの低い大学でしょう。工夫がなさすぎます。ただややこしくしているだけです。ひとつ簡単な情報を新たに入れてこの2つの人の違いが分かるような問題にする工夫をするはずです。質問の数を多くすれば配点も多くしなければいけなくなります。問わなければいけない大事なことは他にもたくさんあります。
授業用の練習問題としてであれば「~の異性体を全部書きだしてみましょう」というのはありです。
あくまでも異性体の意味を理解するためのものです。

>アルカンは決まっているので暗記しようと考えてます。

数を覚えようと思っているのですか。
これが敗因ですね。
考えやすいアルカンで系統的に異性体を作り出していく手順を理解するのです。
数だけ覚えても意味がありません。
C3H8の異性体は1つと覚えたとします。
それだけでC3H6Cl2の異性体がいくつあるかを求めることができますか。
だからC4H10の異性体が2個と覚えていてもC4H8の異性体の数はいくらかというところで沈没するのです。
水素の数が2つ減ればCとCの結合を1つ増やさ...続きを読む

Q共鳴構造式の書き方って?

有機化学を大学で習っているのですが、いきなり最初の方で躓いてしまいました><
教科書に「巻矢印表記法を用いて、化合物の構造に寄与する共鳴構造式を書け」という問題があるのですがさっぱりわかりません。参考書等を調べてみてもさっぱりわからないので…どうか教えてください><

Aベストアンサー

巻矢印が電子対の移動を表しているということはわかりますか?
また、分子や原子の電子配置はわかりますか?つまり、Lewis構造式を正しくかけますか?

これらがわかっていなければ、共鳴構造式は書けません。逆にこれらがわかっているのであれば、教科書等の例を、その電子配置を考えながら、丁寧に見ていけば理解出来るはずです。

なお、原子の電荷を考える場合には、共有されている電子は共有している原子で等分し、孤立電子対は、それを有する原子のみに属すると考えて、その電子数を、その原子本来の電子数と比較することによって決定します。
上述の電子数が、その原子の本来の電子数よりも多ければ負電荷をもつことになり、少なければ正電荷をもつことになります。

また、共鳴構造式を考えるときには、炭素以外の原子から考え、炭素以外の原子において、ほとんどの場合、本来の結合数(酸素なら2、窒素なら3、ハロゲンならI)よりも、1本多い結合を作っていれば+、1本少ない結合を作っていればーの電荷をもつことになります。これは、上述の電子配置のことがわかっていれば明らかですけどね。

まあ、細かなノウハウはありますが、それは経験的に身につけることですね。

巻矢印が電子対の移動を表しているということはわかりますか?
また、分子や原子の電子配置はわかりますか?つまり、Lewis構造式を正しくかけますか?

これらがわかっていなければ、共鳴構造式は書けません。逆にこれらがわかっているのであれば、教科書等の例を、その電子配置を考えながら、丁寧に見ていけば理解出来るはずです。

なお、原子の電荷を考える場合には、共有されている電子は共有している原子で等分し、孤立電子対は、それを有する原子のみに属すると考えて、その電子数を、その原子本来の電...続きを読む

Q分子結晶と共有結合の結晶の違いは?

分子結晶と共有結合の結晶の違いはなんでしょうか?
参考書を見たところ、共有結合の結晶は原子で出来ている
と書いてあったのですが、二酸化ケイ素も共有結合の
結晶ではないのですか?

Aベストアンサー

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素SiO2の場合も
Si原子とO原子が共有結合し、この結合が立体的に繰り返されて
共有結合の物質というものをつくっているのです。
参考書の表現が少しまずかったのですね。
tomasinoさんの言うとおり、二酸化ケイ素も共有結合の結晶の1つです。

下に共有結合の結晶として有名なものを挙げておきます。

●ダイヤモンドC
C原子の4個の価電子が次々に4個の他のC原子と共有結合して
正四面体状に次々と結合した立体構造を持つのです。
●黒鉛C
C原子の4個の価電子のうち3個が次々に他のC原子と共有結合して
正六角形の網目状平面構造をつくり、それが重なり合っています。
共有結合に使われていない残りの価電子は結晶内を動くことが可能なため、
黒鉛は電気伝導性があります。
(多分この2つは教科書にも載っているでしょう。)
●ケイ素Si
●炭化ケイ素SiC
●二酸化ケイ素SiO2

私の先生曰く、これだけ覚えていればいいそうです。
共有結合の結晶は特徴と例を覚えておけば大丈夫ですよ。
頑張って下さいね♪

●分子結晶
分子からなる物質の結晶。
●共有結合の結晶
結晶をつくっている原子が共有結合で結びつき、
立体的に規則正しく配列した固体。
結晶全体を1つの大きな分子(巨大分子)とみることもできる。

堅苦しい説明で言うと、こうなりますね(^^;
確かにこの2つの違いは文章で説明されても分かりにくいと思います。

>共有結合の結晶は原子で出来ている
先ほども書いたように「原子で出来ている」わけではなく、
「原子が共有結合で結びついて配列」しているのです。
ですから二酸化ケイ素Si...続きを読む

Q元素と原子の違いを教えてください

元素と原子の違いをわかりやすく教えてください。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

難しい話は、抜きにして説明します。“原子”とは、構造上の説明に使われ、例えば原子番号、性質、原子質量などを説明する際に使われます。それに対して“元素”というのは、説明した“原子”が単純で明確にどう表記出来るのか??とした時に、考えるのです。ですから、“元素”というのは、単に名前と記号なのです。もう一つ+αで説明すると、“分子”とは、“原子”が結合したもので、これには、化学的な性質を伴います。ですから、分子は、何から出来ている??と問うた時に、“原子”から出来ていると説明出来るのです。長くなりましたが、化学的or物理的な性質が絡むものを“原子”、“分子”とし、“元素”とは、単純に記号や名前で表記する際に使われます。

Q次亜塩素酸など、『次~』『亜~』なんとかについての質問です。

題名の通りなのですが、次~や、亜~はどういう意味なのでしょうか。亜硫酸や、次亜塩素酸を例に是非教えてください。また、過塩素酸の過~の意味もよろしくお願いします。

Aベストアンサー

 これは、酸に含まれる酸素の数です。
 標準的なものより酸素が一つ少ないと「亜」が付きます。
さらに、2つ少ない場合は、「次亜」が付きます。
逆に一つ多いと「過」が付きます。


 H2SO4 硫酸
 H2SO3 亜硫酸

 HClO3 塩素酸
 HClO  次亜塩素酸
 HClO4 過塩素酸

Qイオン一個に含まれる電子の数

問い)イオン一個に含まれる電子の数は、それぞれ何個か
 (1)NH4+ (答)10個
 (2)OH-  (答)10個
 (3)NO3- (答)32個
 (4)CO32- (答)32個
 (5)SO42- (答)50個
という問題なんですが、どうやって解けばよいのでしょうか。
教えてください。

Aベストアンサー

(1)だけ回答します。あとは考え方は同じです。
NH4+
窒素は原子番号7なので中性状態で7個の電子をもちます。
(これがわからなければ説明しょうがありません。)
水素は1なので中性状態で1個の電子です。

中性のNH4は7+4x1=11個の電子を含みます。

NH4+:+1価ということは1個電子が取れているということなので、
11個ー1個=10個が回答。

Q有機化学 構造異性体

閲覧ありがとうございます

C4H8の書くことができる構造異性体の構造式すべて書け。
という問題なのですが上手くすべてを書けないです。
アルケンとシクロアルカンに分けることは出来ます。
そこからどのような理屈?を考えながら書いてますか?
構造異性体を書くのが苦手です。
何かよろしい対策はありますか?

Aベストアンサー

こんばんは。
まずアルケンなんですが、C骨格から考えてみてはいかがでしょうか?
最初は二重結合を考えないでいくと以下のパターンがあると思われます。
ここでは直鎖→枝分かれの順に考えます。枝分かれでは一筆書きができない形になることがほとんどだと思われます。

C-C-C-C  C-C-C
            |
            C
ここではアルケンなので二重結合が必要となります。ここで枝分かれしている方は真ん中のCがメチル基をもっていると推定されます。
もし枝分かれがなければCH3-CH2-CH3となるわけですが、ここではCH2のHがメチル基CH3で置き換わっているのでCH3-CH(CH3)-CH3となります。
二重結合となると二重結合一つ当たりHの数は2つ減ることになるので右の場合では
CH2=C-CH3 となり、2-メチルプロペン(イソブテン)となります。
   |     
   CH3
そうなると残るアルケンが作れそうなのは左の直鎖の場合ではとなりますが、ここでは=の場所が問題になってくると思います。
私の場合は左の端からですが-の位置に番号をつけて考えてみるとわかりやすいかと思います。
今回は左から(1),(2),(3)と考えて見たいと思います。
(1)のとき、構造式はCH2=CH-CH2-CH3 の1-ブテンとなります。
続いて(2)ですが、
構造式はCH3-CH=CH-CH3だろうと考えられますが、このように真ん中に=があるときはシス・トランス異性体を考えた方がいいと思います。
このとき最初にC=Cを書いてどの位置にHなのかCH3なのか考えてみるといいかと思います。
よってシス-2-ブテン或いはトランス-2-ブテンとなります。
(3)では(1)と同じものになるので省略させて下さい。

あとシクロアルカンですが、C骨格だけでわっかを作ってみるとわかりやすくなるかと・・・
Cをとりあえず多角形の辺だと考えると多角形として成立するのは三角形からですのでCだけで三角形を作ってみることにします。
そうするとCが一つだけ残るのでこれをメチル基として出してしまえばいいのです。
よって名称はメチルシクロプロパンになります。
また、三角形の次は四角形なのでCだけで四角形を作るとちょうどC四つでできます。
だから名称はシクロブタンとなります。
(言葉ばかりでごめんなさい・・・)

よって考えられる構造異性体は
2-メチルプロペン、シス(トランス)2-ブテン、1-ブテン
メチルシクロプロパン、シクロブタンの6種類となります。

構造式といいながら名称ばかりになってしまい、申し訳ありません。
もしかしたら構造式が上手く表示されていないかもしれないので、他の回答者様のご意見を参考にしてください。
少しでもお役に立てれば嬉しいです。
失礼いたしました。

こんばんは。
まずアルケンなんですが、C骨格から考えてみてはいかがでしょうか?
最初は二重結合を考えないでいくと以下のパターンがあると思われます。
ここでは直鎖→枝分かれの順に考えます。枝分かれでは一筆書きができない形になることがほとんどだと思われます。

C-C-C-C  C-C-C
            |
            C
ここではアルケンなので二重結合が必要となります。ここで枝分かれしている方は真ん中のCがメチル基をもっていると推定されます。
もし枝分かれがなければCH3-CH...続きを読む

Q組成式がぜんぜんわかりません・・・

(1). 化学式と組成式の違いがわかりません。
(2). 組成式の作り方がわかりません。
   例 マグネシウム と 硫黄
     ナトリウム  と 二酸化炭素
     亜鉛     と 塩素
(3). 組成式の作り方わかりません。<その2>
   例 塩化物イオン と 銅イオン
     カルシウムイオン と 水酸化物イオン
     ナトリウムイオン と 酢酸イオン
     アンモニウムイオン と 硝酸イオン
(4). 組成式の式量計算の仕方
         

Aベストアンサー

(1)
組成式は、その物質を構成する原子またはイオンの種類を、簡単な整数比として表した化学式のことを言います。
だから、化学式のひとつですね。
(ちなみに化学式は元素記号で化学物質を表す式全部のこと。組成式とか、分子式とか、構造式とかの総称)

(2)
やはり覚えるしかないと思います。
結晶とか、金属はだいたい組成式。

マグネシウム Mg    硫黄 S
ナトリウム Na     二酸化炭素 CO2(←2は下つき小文字)
亜鉛 Zn        塩素 Cl

(3)
塩化物イオン Cl+(←+は上付き小文字、以下同様)
銅イオン Cu2+
カルシウムイオン Ca2+
水酸化物イオン OH-
ナトリウムイオン Na+
酢酸イオン CH3COO-
アンモニウムイオン NH4+ (←4は下つき小文字)
硝酸イオン NO3- (←3は下つき小文字)

(4)
それぞれの原子量を足せばオッケ―です。
例 塩化ナトリウム NaCl
 Na 22.99
 Cl 35.45
 合計 58.44  (文献値と同じ)

わからないなと思ったら、化学辞典を引くと載ってますよ。

(1)
組成式は、その物質を構成する原子またはイオンの種類を、簡単な整数比として表した化学式のことを言います。
だから、化学式のひとつですね。
(ちなみに化学式は元素記号で化学物質を表す式全部のこと。組成式とか、分子式とか、構造式とかの総称)

(2)
やはり覚えるしかないと思います。
結晶とか、金属はだいたい組成式。

マグネシウム Mg    硫黄 S
ナトリウム Na     二酸化炭素 CO2(←2は下つき小文字)
亜鉛 Zn        塩素 Cl

(3)
塩化物イオン C...続きを読む

Q平均分子量

平均分子量についてイマイチわかりません。高校生レベルで教えてください。

Aベストアンサー

>以下の内容は.高等学校で教えているのでしょうか。
>モル凝固点降下.モル沸点上昇.(気体の)分圧.浸透圧
これは高校化学で教えています。

みなさんの言うとおり、分子量×割合(分圧)で計算します。
平均分子量は見かけの分子量をあらわすので、その名のとおり、平均値です。
空気の場合は、窒素(分子量28)が78%、酸素(分子量32)が22%とするとこのとおり。
28×0.78 + 32×0.22 = 28.88(平均分子量)


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