III. Атомы углерода в состоянии sp-гибридизации имеются в молекуле 1) этана 2) этена 3) этина 4) толуола

Гибридизация атомов углерода определяется типами связей, которые они образуют с другими атомами. Давайте рассмотрим каждую из предложенных молекул:

1) Этан (C₂H₆): В молекуле этана все атомы углерода находятся в состоянии sp³-гибридизации. Это связано с тем, что каждый атом углерода образует четыре сигма-связи: три с атомами водорода и одну с другим атомом углерода. Sp³-гибридизация характерна для углерода в таких насыщенных углеводородах, где углерод имеет четыре одинарные связи.

2) Этен (C₂H₄): В молекуле этена каждый атом углерода находится в состоянии sp²-гибридизации. В этене углероды связаны друг с другом двойной связью, которая состоит из одной сигма-связи и одной пи-связи. Sp²-гибридизация характерна для углеродов, которые образуют три сигма-связи и участвуют в одной пи-связи, как это происходит в алкенах.

3) Этин (C₂H₂): В молекуле этина атомы углерода находятся в состоянии sp-гибридизации. Это связано с тем, что углероды связаны тройной связью, которая состоит из одной сигма-связи и двух пи-связей. Sp-гибридизация характерна для углеродов, которые образуют две сигма-связи и участвуют в двух пи-связях, как это наблюдается в алкинах.

4) Толуол (C₇H₈): Толуол представляет собой ароматическое соединение, производное бензола, где одна из атомов водорода бензольного кольца заменена метильной группой (CH₃). В бензольном кольце все атомы углерода находятся в состоянии sp²-гибридизации, так как они участвуют в образовании сигма-связей и одной пи-связи, создавая ароматическую систему. Метильная группа также имеет sp³-гибридизацию, но это не влияет на гибридизацию углеродов в бензольном кольце.

Таким образом, в состоянии sp-гибридизации находятся атомы углерода в молекуле этина (3).

Ответ: 2) этена

Сп-гибридизация атомов углерода характерна для молекул с двойной связью. В молекуле этена каждый атом углерода образует 3 гибридизированных орбиталя - одну s-орбиталь и две p-орбитали, что позволяет образоваться двойной связи между атомами углерода.

2) этена