[기출풀이] 2023년 60회 변리사 자연과학개론 기출 - 화학 Q15

아직 이 개념이 확실하지 않지만, 내가 이해한 것을 위주로 정리해보려고 한다.

 

문제

출처 : 변리사 Q-Net

정답 : ④ 7개

 

풀이

 

1. 우선, 분자식을 보고 탄소가 포화탄소인지, 불포화탄소인지 확인해야 한다.
   • 포화 탄소의 분자식은 $C_nH_{2n+2}$ 이다.
   • 문제에서는 $C_nH_{2n}$이므로 불포화 탄소이고, 이런 경우, = 이중결합 1개   xor   O 고리형 1개 구조를 가질 수 있다.
   • 즉, 이중결합이면서 고리형구조는 가질 수 없다.
2. 서로 다른 구조 이성질체를 형성하는 핵심적인 작용기는 다음 3가지 이다.

   • 알코올	카보닐기	에터 결합
     -OH	O || − C −	C − O − C

   • 먼저 문제에서 알코올을 제외하라고 했으니 -OH 는 제외
   • 카보닐기에서 이중결합을 가지기 때문에 고리형구조는 만들어질 수 없는데, 문제에서 고리형구조를 찾으라고 했으니 제외
   • 에터 결합, 즉 탄소와 산소가 단일 결합으로 연결되어야 한다.
     • 이제부터 고리를 그리는데, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, ... 순으로 그려본다.
     • 다시 한 번 분자식을 확인하면 $C_4H_8O$ 이다.  1) 각 원자들의 개수가 맞는지와 2) 옥텟룰을 만족하는지 확인하면서 그림을 그리면 된다.
     • 먼저 (산소+탄소) 합이 5개이므로 최대 오각형 고리가 만들어진다.
     • 주의할 점은 고리 구조 안에 산소가 없는 경우도 확인해봐야 한다는 것이다. 그렇지만 -OH는 제외.

       오각형 고리 구조
       사각형 고리 구조
       삼각형 고리 구조

   • 이렇게 해서 알코올을 제외한 구조이성질체의 총 개수는 7개이다.