andresol (andresol) wrote,
andresol
andresol

Categories:

Ответы на тест профессора Купера

Спасибо всем, кто поучаствовал. В этом посте будут спойлеры к моему рассказу. Вначале я дам правильные ответы на тест из прошлого поста (выделены жирным), а потом перейду к раскрытию важного сюжетного хода.



1. Как называется этот углеводород?
Basketane.png
A. Тетрацикло[4.4.0.02,5.03,804,7]декан. B. Баскетан. C. Адамантан. D. Гомокубан. E. Гомодекан.

За отдаленное сходство с корзиной этот углеводород назвали баскетаном. У него есть систематическое название, которое очень похоже на вариант «А», но начинается с «пентацикло», а не «тетрацикло». Майкл решил, что запись «1. А» сообщает правильный ответ, но в итоге мы узнаём, что тот листок не имеет отношения к экзамену. Эшли так и говорит: «Я это поняла после первого вопроса. Я не настолько тупая, умею считать до пяти».

Это один из трех вопросов, на которые Майкл ответил неправильно. Или, как предположил мой брат, честный Майкл не стал на него вообще отвечать, так как думал, что подсмотрел правильный ответ.

Адамантан и гомокубан – реальные вещества, гомодекан – шутка. Есть углеводород декан C10H22 (баскетан – это пентациклодекан), а приставка «гомо» (homo) в органической номенклатуре обозначает дополнительный атом углерода. Гомодекан – очень извращенное название для ундекана C11H24. А гомокубан выглядит так:



Баскетан можно было бы с натяжкой назвать бисгомокубаном или дигомокубаном.

В жж на этот вопрос правильно ответили 5 человек из 10 (5/10).

2. Какой элемент входит в состав всех альдегидов?
A. Кислород. B. Азот. C. Сера. D. Алюминий. E. Дейтерий.

На этот вопрос все ответили правильно (10/10). То ли общая формула альдегидов RCHO так хорошо известна, то ли вы запомнили фразу из рассказа: «Посмотрите сами: не может же во втором вопросе правильным ответом быть не кислород».

Подвохом тут был дейтерий. Формально это не элемент, а тяжелый изотоп водорода 2H. Его природное содержание 0.0115%, поэтому в состав некоторых альдегидов он будет входить (RCDO), но если бы говорим об одной молекуле альдегида, то с большой вероятностью дейтерия в ней не будет, а кислород будет обязательно.

3. Какое соединение из представленных не является ароматическим?
A. Пиридин. B. Циклопропен. C. Азулен. D. Ферроцен. E. Бензол.

Чтобы рассказать, что такое ароматичность в химии, понадобится целый пост. Циклопропен неароматический, потому что у него нет замкнутого цикла p-орбиталей. Многие хорошо это знали или догадались (8/10).

4. Какая самая сильная кислота из перечисленных?
A. Серная. B. Уксусная. C. Лимонная. D. Бензойная. E. Магическая .

На этот подвох многие купились (правильных всего 4/10). Магической кислотой называется смесь (1:1) фторсульфоновой кислоты HSO3F и пентафторида сурьмы SbF5. Это одна из самых сильных кислот, на 20 порядков сильнее серной. Нобелевский лауреат Джордж Ола (настоящий) использовал магическую кислоту, чтобы изучать стабильные карбокатионы методом ЯМР. Профессор Купер (выдуманный мной) рассказывал об этом в своих лекциях и вставил в тест.

5. Чему равен период полугидролиза t-BuCl в воде при 25 ºC?
A. 24 секунды. B. 24 года. C. 24 миллисекунды. D. 24 часа. E. 24 дня.

Уборщик под конец говорит: «У Купера всегда на экзамене есть несколько вопросов-гробов, ответы на которые не знает сам господь-химический-бог». Это первый из них. Я сам ответил бы «D», и так ответил Майкл. Но мне для рассказа нужны были вопросы, на которые никто не знает правильного ответа. Остается только гадать. Или, как говорит тот же Уборщик, читать «оригинальные статьи Сола Уинстейна 1956 года»: Correlation of Solvolysis Rates. III. t-Butyl Chloride in a Wide Range of Solvent Mixtures.

Результат в жж даже ниже статистического гадания (1/10). Ответить на этот вопрос можно было бы, вспомнив, что эта реакция использовалась для изучения механизма SN1 и попадается на студенческих практикумах, поэтому скорость реакции должна быть удобной для измерения. Миллисекунды – слишком быстро, часы – уже слишком долго (хотя можно погреть, и будет быстрее).

6. Какого цвета учебник Боббитта и Суслика?
A. Сине-зеленый. B. Черно-белый. C. Красно-коричневый. D. Цвета берлинской лазури. E. Бесцветный.

Этот вопрос (как №10 и №20) – отсылка к анекдоту. Такой у Купера юмор. Некоторые люди отказались отвечать на этот вопрос или не читали исходный рассказ (3/10). В самом начале написано: «Кирпичом студенты называли учебник Боббитта и Суслика «Физическая органическая химия в картинках» за его внешний вид, внушительный размер и головоломный способ изложения». Наиболее подходящий цвет для кирпича – красно-коричневый. Между прочим, «кирпичом» на химфаке СПбГУ называли учебник по физической химии, который был коричневым.

7. Где ожидать сигнал в спектре 1Н ЯМР от (Z)-2,3-дихлор-1,1,1,4,4,4-гексафторбут-2-ена?
A. 4.23 ppm. B. –1.06 ppm. C. 0.00 ppm. D. 7.27 ppm. E. Нигде.

К моему удивлению почти все не испугались сложного названия и поняли, что в этом соединении нет атомов водорода и сигнала в протонном ЯМР не будет (9/10):



В следующий раз придумаю по ЯМР что-нибудь посложнее ;)

8. Рацемической называется эквимолярная смесь двух:
A. Изомеров. B. Диастереомеров. C. Таутомеров. D. Энантиомеров. E. Полимеров.

Тоже простой вопрос оказался (8/10). Если я вдруг решу продолжать писать про происхождение жизни и проблему гомохиральности, от читателей будет ожидаться владение терминами «рацемическая смесь» и «энантиомер».

9. Как называется перициклическая реакция присоединения алкена к сопряженному диену?
A. Фриделя–Крафтса. B. Вудворда–Хофмана. C. Молотова–Риббентропа. D. Дильса–Альдера. E. Эбботта–Костелло.

Возможно, вы помните мой летний пост о реакции Дильса–Альдера (9/10). Фридель–Крафтс – реакция электрофильного замещения в ароматике. Правила Вудворда–Хофмана предсказывают селективность перициклических реакций. Эбботт и Костелло – американский комедийный дуэт в фильмах 1940-50-х годов.

10. Какой предмет мы сдаем?
A. Органическую химию. B. Неорганическую химию. C. Биохимию. D. Литературу. E. Не знаю.

Я всем засчитал ответ, как правильный (10/10), даже если человек отвечал «Е». Если он честно не знает, «Е» тоже правильное утверждение, но к парадоксам мы вернёмся в №13.

11. Какая из следующих реакций не является стадией механизма радикального бромирования метана?
A. Br2 => 2Br• (hν).
B. CH4 + Br• => CH3• + HBr.
C. CH3• + Br2 => CH3Br + Br•.
D. CH4 + Br• => CH3Br + H•.
E. CH3• + Br• => CH3Br.

Должны же быть в тесте нормальные вопросы на механизмы реакций, иначе будет не понятно, к чему студенты в рассказе готовились, и не пора ли выгнать Купера за профнепригодность (5/10). Механизм можно найти, например, здесь.

Реакция «D» очень похожа на «В». Вопрос в том, будет атом брома атаковать водород и оставлять метильный радикал («В») или атаковать углерод («D») с образованием атома водорода. В обоих случаях рвется C–H связь (103 ккал/моль), но в случае «В» образуется более сильная связь H–Br (87.5), чем C–Br (68) в случае «D». Да и кинетически водороды снаружи, а углерод внутри. Но все это «махание руками». Будем верить учебникам, что стадия «D» не играет существенной роли.

12. Что означает греческое слово, от которого произошло название углеводорода C4H10:
A. Сапог. B. Масло. C. Жир. D. Задница. E. Четыре.

Тут тоже нашёлся подвох (5/10). Углеводород называется бутан (Butane). Название произошло от Butyric acid C3H7COOH, а оно в свою очередь от древнегреческого βούτῡρον (масло). На русском она так и называется – масляная кислота – потому что была выделена из масла. Можно вспомнить слово бутерброд.

От древнегреческих слов πρῶτος (первый) и πίων (жирный) произошло название пропионовой кислоты C2H5COOH, а от нее название углеводорода пропана C3H8.

13. Какую оценку я получу?
A. A. B. B. C. C. D. D. E. F.

Вопрос-парадокс. Именно о нем Уборщик сказал: «А вот этот вопрос не имеет правильного ответа». Ни на одном реальном экзамене его не позволят. Я его мог проверить только в самую последнюю очередь и рисковал попасть в «парадоксальный цикл». Допустим, некто без него дал 17 правильных ответов, соответствующие оценке «В+», и ответил на этот вопрос «B». Тогда я должен его засчитать как правильный, но 18/21 – это уже «А–», и ответ на №13 становится неверным. Такую работу нельзя оценить правильно.

К счастью, ни в одном из десяти случаев, которые я проверял, такого цикла не случилось. Не так много, кто смог угадать свою будущую оценку (2/10). Пятеро себя переоценили, двое недооценили, один не стал отвечать. Но не зная «кривую оценок» (grading curve), невозможно предсказать свою оценку. А она будет составлена только по результатам всех работ, открывая дверь для еще одного парадоксального цикла. Я-то мог использовать кривую, которую придумал для рассказа, ничего не меняя по мере поступления новых данных, а у Ханны исходно не было шкалы оценок. Может, поэтому она так долго проверяла?

14. Остатки каких моносахаридов входят в состав лактозы?
A. Сахарозы и галактозы. B. Глюкозы и фруктозы. C. Рибозы и маннозы. D. Галактозы и глюкозы. E. Фруктозы и рибозы.

Вопрос, скорее, для курса биохимии или химии природных соединений, а не для базовой органической химии. Чисто на знание. Но мне хотелось дать что-нибудь ближе к реальной жизни, чем неароматичность циклопропена. Остатки глюкозы и фруктозы входят в состав сахарозы – другого важного дисахарида. (6/10).

15. Зачем студентам-медикам нужна органическая химия?
A. Для поступления в медицинскую школу.
B. Чтобы синтезировать лекарства в лаборатории при госпитале.
C. Тема для разговоров с коллегами.
D. Для проверки интеллекта пациентов.
E. Для понимания структурных формул белков.

Этот вопрос можно потенциально апеллировать, если найти примеры из жизни врачей. Но профессор Купер имел в виду ответ «А», и студентам нужно было угадать то, что задумал преподаватель. Эшли в начале рассказа жалуется на похожие вещи: «Зачем офтальмологу знать разницу между механизмами SN1 и SN2?». (6/10).

16. Основность пиррола (pKb) приблизительно равна:
A. 7. B. 14. C. –14. D. –7. E. 0.

Вопрос оказался сложным (2/10). Я его таким и задумывал. В Wikipedia основность пиррола указана как 13.6. Для основания B: основность pKb – это отрицательный десятичный логарифм константы равновесия реакции B: + H2O = B-H+ + OH . Электронная пара на азоте в пирроле участвует в образовании ароматической системы (в отличие от пиридина), поэтому принимать протон и разрушать ароматичность он очень не хочет. Константа равновесия порядка 10–14.

Для пиридина pKb около 9. Он на 5 порядков более основен, чем пиррол, потому что протонирование азота в пиридине не разрушает ароматическую систему.

Надо еще не путать pKb с pKa сопряженной кислоты (B-H+), которой часто характеризуют силу оснований. Но если в случае pKb, чем величина выше, тем основание слабее, то с pKa сопряженной кислоты, чем она выше, тем основание B: сильнее. В общем, не берите в голову, сложный вопрос, но Майкл на него ответил правильно.

17. В каком году была открыта реакция из вопроса № 9?
A. 1978. B. 1828. C. 1878. D. 1778. E. 1928.

Правильный ответ был в моем посте о реакции Дильса–Альдера (6/10). Тут одновременно отсылка к кроссвордам, где ответ на один вопрос может использоваться в другом, и пародия на вопросы о датах в экзаменах по истории. Всегда школьники ноют, не понимая, зачем они эти даты зубрят. В химии их тоже знать необязательно. Но не зная конкретной даты, можно было вспомнить, что Вудворд использовал реакцию Дильса–Альдера в своей PhD диссертации и синтезах в 1930-40-е годы. Поэтому точно не «А». Разумной альтернативой мог бы быть «С». Даже удивительно, что реакцию Дильса–Альдера не открыли в 19 веке.

18. Какая самая устойчивая конформация циклогексана?
A. Ванна. B. Твист. C. Бутерброд. D. Кресло. E. Полукресло.

Я даю ссылку на статью в Википедии, там можно посмотреть картинки. Конформация – это «пространственное расположение атомов в молекуле, обусловленное поворотом вокруг одной или нескольких одинарных сигма-связей». Почему-то в русской Вики конформацию ванны называют лодкой – это калька с английского (boat). В советских учебниках были кресло и ванна. Единственный вариант ответа, не относящийся к конформациям циклогексана, – это «С». Но существуют сэндвичевые соединения, которые похожи на бутерброд. (7/10).

19. Какой связи нет в составе димера уксусной кислоты:
A. Двойной. B. Водородной. C. Полярной. D. Ковалентной. E. Пептидной.

Структура такая (где R = CH3):



Двойная связь (C=O) есть, водородная (штрихованная) имеется, почти все связи тут полярные и ковалентные (C–O, например). Нет только пептидной – разновидности амидной связи –CO–NH– между остатками аминокислот в пептидах (8/10).

20. Как зовут преподавателя?
A. Профессор Купер. B. Профессор Феррум. C. Профессор Аргентум. D. Профессор Станнум. E. Профессор Гидраргирум.

Все правильно ответили ;) (10/10). Еще бы – я вынес его имя в название поста.

21. При действии нитрующей смеси на изохинолин при 0 ºС главным продуктом монозамещения будет:
A. 1-нитроизохинолин. B. 3-нитроизохинолин. C. 4-нитроизохинолин. D. 5-нитроизохинолин. E. 6-нитроизохинолин.

Еще один вопрос-гроб (2/10, но некоторые даже не пытались угадать). Третий вопрос, на который Майкл ответил неправильно (он ответил «Е»). Вначале посмотрим на нумерацию атомов в изохинолине:



Возможны семь продуктов монозамещения (среди вариантов ответа нет 7- и 8-нитроизохинолинов). Электроотрицательный азот, который в кислой среде будет запротонирован, деактивирует правое кольцо (известно, что пиридин вступает в реакции электрофильного замещения намного хуже, чем бензол). Если считать эту группу (–CH=N–) электроноакцепторной, то основными продуктами будут 5- и 7-нитроизохинолины. На самом деле 5- и 8-, но в первую очередь 5-:



Уборщик и говорил, что только химический бог знает ответ. Зачем мне нужны были такие неберущиеся вопросы? А вот зачем.

***

До конца экзамена оставалось пять минут. Тест оказался проще, чем ожидала Эшли. Она не знала ответы на несколько вопросов, но интуиция так и подбивала ответить на глупейшее задание №13, что она получит «А». Пусть «А–», но и таким результатом она будет довольна.

Скользнув глазами в сторону Ханны, Эшли еще раз развернула под столом листок, который ей дал Майкл перед экзаменом. Это было очень мило с его стороны. Эшли догадывалась, что Роберто Майкл не стал бы так помогать – только ей.

Но кто-то решил разыграть наивного Майкла: цифры и буквы в листке никак не могли быть ответами на экзамен, где было всего пять вариантов ответа. После «1. A» стояло «2. G». Честный Майкл не врал, что сам ничего не подсмотрел. Буквы шли вплоть до «H», а числа до 12, и больше напоминали запись расположения образцов в микропланшетах с 96 ячейками, с которыми Эшли работала в биологической лаборатории.

На первый взгляд казалось, что некто расставил образцы полностью хаотично, но Эшли почудилось, что буквы складываются в депрессивные слова: AGE (возраст), HEADACHE (головная боль), CAGED (заключенный в клетку). «Переготовилась», – подумала девушка. – «И вижу закономерности там, где их не может быть». Она незаметно спрятала листок в карман и в последнюю минуту еще раз посмотрела на свои экзаменационные ответы: 1. B. 2. A. 3. B. 4. E. «Babe? Младенец?» – еще раз удивилась Эшли.

Ответа на вопрос №5 о скорости гидролиза трет-бутилхлорида она не знала. Как и на вопросы №16 и №21. Она стремительно выписала на полях свои ответы: BABE_CEDDADBADA_EDEA_. «Babe? Dad? Bad? Deaa? Deab? Deac? Dead, конечно же». Эшли отдавала себе отчет, что занимается ерундой («Буква Дэ». – «Есть такая! Откройте букву Дэ»), но в составлении экзамена профессор Купер продемонстрировал изрядное чувство юмора: что если и варианты ответов ему было скучно подбирать случайно, и он оставил студентам секретное послание? Или захотел облегчить работу Ханны по проверке работ, чтобы она не сверялась с правильными ответами каждый раз, а держала в голове английскую фразу.

– Закончили. Сдаем работы, – раздался голос Ханны.
Студенты отложили карандаши и со вздохами потянулись к столу преподавателя.
– А когда будут результаты? – выкрикнул кто-то.

А Эшли пыталась сосредоточиться, разгадывая код. «Малышка прошла успешно. Папа плох. И кто-то помер. Кто? Снова туз (ACE)?». Ханна тем временем отвлеклась на разговоры со студентами. «ABE, конечно же, – Авраам Линкольн», – Эшли что-то помнила и из класса истории. Она обвела последние три ответа и направилась сдавать работу. «Надо будет как-нибудь отблагодарить Майкла. Его листок мне все-таки помог», – подумала Эшли. «Но потом, когда будут известны оценки. Вдруг я выдаю желаемое за действительное».

***

Таким образом Эшли смогла получить 21/21 A+, и сдвинуть кривую оценок. Слева – первоначальный вариант, когда у Эшли было 7/21 и ни у кого не было 21/21. Справа – финальный, по которому я расставлял буквенные оценки читателям в жж:

A+ 20-21 21
A 18-19 19-20
A– 17 18
B+ 16 17
B 14-15 15-16
B– 13 14
C+ 12 13
C 10-11 11-12
C– 9 10
D 7-8 8-9
F <6 <7

Так как в жж никто не получил «A», то правильно было бы в свою шкалу пересчитать: 17/21 «A», 16/21 «A–» и так далее, а затем перепроверить вопрос №13. До способа Эшли никто не догадался, но это было сложно: нужно дать много правильных ответов и знать, куда смотреть. Хотя два человека получили и BABE в начале, и DEAD в конце.

Я хотел, чтобы ответы составили фразу “Babe aced”, потому что одно из значений глагола “to ace” – «получить максимальный балл на экзамене; пройти интервью». А дальше мне надо было добить до 21 символа (чтобы была отсылка к игре «Очко», она же Блэкджек, потому что Джек – главный злодей).

Я использовал сайт, который из заданных букв составляет английские слова. Из ABCDE с повторениями можно получить такие длинные слова как acceded (согласился; вступил в должность) и decade (декада, десяток), но хотелось найти что-то ближе по смыслу к рассказу.

Одной из рабочих фраз была “Babe aced; ceded a bad deed”, которая в гуглопереводе означает: «Малышка прошла успешно; уступил(а) плохой поступок». Но звучала она запутано, юридически, и Эшли бы не догадалась, какие буквы пропущены. Поэтому остановился на бессмысленном, но понятном по отдельным словам: “Babe aced. Dad bad. Abe dead”.

В ней предполагается, что на вопрос №13 о предполагаемой оценке, ответ A: такую оценку получит тот, кто составит всю фразу. Ответ E (оценка F) тоже дает существующее английское слово bed – кровать (фразы “add a bed, be bad” я тоже перебирал, но Купер такое шифровать бы не стал от греха подальше).

На этом все. Пока не знаю, буду ли я возвращаться к этим героям. Всем спасибо за чтение и за участие в тесте. Я боялся, что никто не будет тратить на него время, а получил десять ответов. Может, надо иногда делать такие занимательные тесты по химии? Или важно, что он был к рассказу привязан, а не появился сам по себе?
Tags: chemistry, writing
Subscribe

  • Как готовить овощи: $0.75 / порция

    Для курицы у нас два стандартных гарнира: гречка и «овощи». На примере овощей я хочу сформулировать политико-философскую мысль. Но вначале рецепт:…

  • Сиэтл побил рекорд температуры

    До этих выходных самая высокая температура в Сиэтле за 126 лет наблюдений была 103 ºF (39 ºC), причём этот рекорд был поставлен в июле, а для июня он…

  • Апрельские итоги

    1. Продлили договор аренды ещё на год до мая 2022 года. Мы живём в Сиэтле с декабря 2015 года, и в бытовом плане нас текущая квартира устраивает. Нас…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 33 comments

  • Как готовить овощи: $0.75 / порция

    Для курицы у нас два стандартных гарнира: гречка и «овощи». На примере овощей я хочу сформулировать политико-философскую мысль. Но вначале рецепт:…

  • Сиэтл побил рекорд температуры

    До этих выходных самая высокая температура в Сиэтле за 126 лет наблюдений была 103 ºF (39 ºC), причём этот рекорд был поставлен в июле, а для июня он…

  • Апрельские итоги

    1. Продлили договор аренды ещё на год до мая 2022 года. Мы живём в Сиэтле с декабря 2015 года, и в бытовом плане нас текущая квартира устраивает. Нас…