Структурные изомеры — это молекулы, которые имеют одинаковую молекулярную формулу (то есть состоят из одинаковых атомов в одинаковых количествах), но отличаются по строению, то есть по способу, которым атомы соединены друг с другом. Это различие в строении приводит к различным физическим и химическим свойствам изомеров.
Рассмотрим предложенные пары:
1) Гексан и бутан: Гексан (C₆H₁₄) и бутан (C₄H₁₀) имеют разные молекулярные формулы, поэтому они не могут быть изомерами. Они принадлежат к разным классам алканов: гексан — это алкан с шестью атомами углерода, а бутан — с четырьмя.
2) Циклобутан и циклопентан: Циклобутан (C₄H₈) и циклопентан (C₅H₁₀) также имеют разные молекулярные формулы, поэтому они не являются изомерами. Циклобутан — это циклический углеводород с четырьмя атомами углерода, а циклопентан — с пятью.
3) Бутан и 2-метилбутан: Оба соединения имеют молекулярную формулу C₅H₁₂. Бутан представляет собой линейную цепь из четырёх атомов углерода, тогда как 2-метилбутан — это разветвлённая структура, где к третьему атому углерода бутана присоединена метильная группа (CH₃). Это типичный пример структурных изомеров, поскольку они имеют одинаковую молекулярную формулу, но разные структуры.
4) Пентан и 2-метилбутан: Оба соединения имеют молекулярную формулу C₅H₁₂. Пентан — это линейная цепь из пяти атомов углерода, а 2-метилбутан, как упоминалось ранее, — это разветвлённая структура. Эти соединения также являются структурными изомерами.
Таким образом, правильными ответами являются варианты 3 и 4, так как в этих парах соединения имеют одинаковую молекулярную формулу, но отличаются строением.