تمرین پیوند با ریاضی شیمی یازدهم صفحه 36
در جدول زیر نام، فرمول مولکولی و شمار اتمهای کربن و هیدروژن برای برخی اعضای خانوادهی آلکانها داده شده است. جدول را کامل کنید و فرمول مولکولی عضو $\mathbf{n}$ام را بیابید.
| شماره عضو | اول | دوم | سوم | چهارم | پنجم | $\mathbf{n}$ ام |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $\mathbf{\text{نام}}$ | متان | اتان | پروپان | بوتان | پنتان | $\dots$ |
| $\mathbf{\text{شمار } C}$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ |
| $\mathbf{\text{شمار } H}$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ | $\dots$ |
| $\mathbf{\text{فرمول}}$ | $\mathbf{CH_4}$ | $\mathbf{C_2H_6}$ | $\mathbf{C_3H_8}$ | $\mathbf{C_4H_{10}}$ | $\mathbf{C_5H_{12}}$ | $\dots$ |
پاسخ و توضیح تمرین پیوند با ریاضی صفحه 36 شیمی یازدهم
این تمرین به شما کمک میکند تا **فرمول عمومی آلکانها** را کشف کنید. آلکانها، هیدروکربنهای سیرشدهای هستند که تنها از پیوندهای یگانهی $\mathbf{C-C}$ و $\mathbf{C-H}$ تشکیل شدهاند و اعضای یک خانوادهی شیمیایی هستند. 🔗
---
## 1. تکمیل جدول اعضای خانوادهی آلکانها
شمار $\mathbf{C}$ و $\mathbf{H}$ را از روی فرمول مولکولی (ردیف پایین) استخراج میکنیم:
| شماره عضو | اول | دوم | سوم | چهارم | پنجم | $\mathbf{n}$ ام |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $\mathbf{\text{نام}}$ | متان | اتان | پروپان | بوتان | پنتان | آلکان |
| $\mathbf{\text{شمار } C}$ | $\mathbf{1}$ | $\mathbf{2}$ | $\mathbf{3}$ | $\mathbf{4}$ | $\mathbf{5}$ | $\mathbf{n}$ |
| $\mathbf{\text{شمار } H}$ | $\mathbf{4}$ | $\mathbf{6}$ | $\mathbf{8}$ | $\mathbf{10}$ | $\mathbf{12}$ | $\mathbf{2n + 2}$ |
| $\mathbf{\text{فرمول}}$ | $\mathbf{CH_4}$ | $\mathbf{C_2H_6}$ | $\mathbf{C_3H_8}$ | $\mathbf{C_4H_{10}}$ | $\mathbf{C_5H_{12}}$ | $\mathbf{C_n H_{2n+2}}$ |
---
## 2. کشف فرمول مولکولی عضو $\mathbf{n}$ ام (فرمول عمومی آلکانها)
با بررسی ردیف **شمار $\mathbf{C}$** ($athbf{n}$) و **شمار $\mathbf{H}$** ($athbf{m}$)، رابطهی بین این دو را پیدا میکنیم:
* $\mathbf{n=1} \rightarrow H = 4 \quad (2 \times 1 + 2 = 4)$
* $\mathbf{n=2} \rightarrow H = 6 \quad (2 \times 2 + 2 = 6)$
* $\mathbf{n=3} \rightarrow H = 8 \quad (2 \times 3 + 2 = 8)$
* $\mathbf{n=4} \rightarrow H = 10 \quad (2 \times 4 + 2 = 10)$
* $\mathbf{n=5} \rightarrow H = 12 \quad (2 \times 5 + 2 = 12)$
**نتیجه:** شمار اتمهای $\mathbf{H}$ در هر آلکان، $\mathbf{\text{دو برابر}}$ شمار اتمهای $\mathbf{C}$، به $\mathbf{\text{اضافهی دو}}$ است.
$$\mathbf{\text{فرمول عمومی آلکانها} = C_n H_{2n+2}}$$
**توضیح:** این فرمول نشاندهندهی $\mathbf{\text{نقطهی اشباع}}$ (سیرشدگی) در یک هیدروکربن است؛ یعنی تمام ظرفیتهای پیوندی $\mathbf{\text{کربن}}$ با پیوندهای $\mathbf{\text{یگانه}}$ پر شدهاند.