有机物结构特点解析
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有机化合物的同分异构与结构特点有机化合物是由碳原子与氢、氧、氮等元素组成的化合物。
在有机化学中,同分异构是指同一种化学式但结构不同的化合物。
同一种化学式的有机化合物可以有多个不同结构的同分异构体。
同分异构体的存在使得有机化合物的种类变得非常丰富,给有机化学研究带来了挑战。
一、同分异构的分类1. 构造异构:即同一种化学式的有机化合物分子结构不同。
包括链式异构、环式异构、官能团位置异构等。
2. 空间异构:即同一种化学式的有机化合物空间结构不同。
包括手性异构和顺反异构。
二、同分异构的原因同分异构体的存在是由于碳原子的四价性和形成共价键的能力。
碳原子可以形成单、双、三键,以及与其他原子形成多种不同的键型和键数,这为同分异构的存在提供了可能。
1. 构造异构的原因:构造异构是由于碳原子能形成不同的键型和键数,从而导致化合物分子结构不同。
例如,在同分子式的有机化合物中,碳原子的连接方式和官能团位置不同,会导致化合物的结构不同。
2. 空间异构的原因:空间异构是由于碳原子的四个键所连接的原子或官能团的空间排列方式不同。
例如,手性异构体的存在是由于碳原子与四个不同官能团连接而成的手性中心可以有两种不同的空间排列方式。
三、同分异构的实例1. 构造异构的实例:(1) 甲醇与乙醇:它们的分子式均为C2H6O,但结构不同。
甲醇的结构是CH3OH,乙醇的结构是C2H5OH。
(2) 正丁烷与异丁烷:它们的分子式均为C4H10,但结构不同。
正丁烷的结构是CH3CH2CH2CH3,异丁烷的结构是CH3CH(CH3)CH3。
2. 空间异构的实例:(1) 朗得尔酸和菲森酸:它们的分子式均为C4H4O4,但空间结构不同。
朗得尔酸的两个羧基位于同一平面,菲森酸的两个羧基位于不同平面。
(2) 丙二酮和己二酮:它们的分子式均为C4H6O2,但空间结构不同。
丙二酮的两个羰基位于同一平面,己二酮的两个羰基位于不同平面。
四、同分异构的意义同分异构体的存在对有机化学的研究和实际应用有着重要意义。
有机物的结构特点1.碳骨架:有机物的基本结构是由碳原子构成的骨架,通常是以碳原子为中心,周围连接着其他原子或基团。
碳原子可以形成单、双、三键,因此有机物的结构非常多样。
并且,由于碳原子具有四个价电子,因此碳原子可以与其他原子或基团形成非常稳定的共价键。
2.官能团:官能团是有机物分子中带有化学活性的基团,决定了有机物的性质和化学反应。
常见的官能团包括羟基(-OH)、羧基(-COOH)、胺基(-NH2)、酮基(-C=O)、醇基(-OR)等等。
官能团的存在使得有机物可以发生各种反应,从而具有广泛的化学性质。
3.立体化学:有机化合物中的碳原子可以形成手性中心,即孤立的碳原子围绕四个不同的基团构成一个手性碳中心。
手性碳中心的存在会导致有机化合物的立体异构体产生,其中非对映异构体的存在使得有机物的化学性质和生物活性发生巨大的差异。
4.键的类型:有机化合物中的键可以是单键、双键或三键。
单键是由两个原子共享一个电子对所形成的,是最具活性和易于断裂的键。
双键和三键则具有更强的化学稳定性和反应选择性,且在空间构型上更具限制。
5.共轭体系:共轭体系是指有机分子中两个或多个相邻的碳碳双键或三键之间存在一个或多个相邻的单键,这些单键上存在π电子。
共轭体系的存在使得有机化合物具有共振稳定性和一系列共轭体系特有的化学性质,如吸收紫外线和可见光、发生光化学反应等。
6.分支链构型:有机化合物可以有直链、支链或环状的结构。
直链有机化合物是由一系列连接的碳原子组成的,支链有机化合物是在直链上一些碳原子上连接有其他碳链或基团,环状有机化合物则是由碳原子形成的环。
不同的结构会对有机化合物的性质和物理化学行为产生很大的影响。
总之,有机化合物的结构特点主要包括碳骨架、官能团、立体化学、键的类型、共轭体系和分支链构型等。
这些特点决定了有机物的物理化学性质、反应性质以及生物活性,对于深入理解和研究有机化学、有机合成和生物化学起着重要的作用。
有机物的结构特点总结有机物是指由碳元素构成,并且在其结构中含有碳-碳键或碳-氢键的化合物。
有机物具有多种结构特点,下面将对其中的一些重要特点进行总结。
1.碳的四价性:碳原子具有四个价电子,可以形成共价键。
这使得碳原子能够与其他碳原子形成稳定的碳-碳键,从而构成复杂的有机分子。
2.可旋转性:碳-碳单键上的自由旋转使得有机分子的不同原子或基团可以相对自由地在空间中旋转。
这也导致了有机分子存在多种构象,即分子的不同空间结构。
3.分子的三维性:由于碳原子能够形成多个共价键,有机分子通常呈现出三维的结构。
这种三维性对于有机分子的性质和反应起着重要的影响。
4.不饱和性:有机物中常见的不饱和键包括碳-碳双键和三键。
这使得有机物能够进行多种反应,如加成、消除和重排反应等。
5.基团效应:有机物中的基团是指一个或多个原子以特定的方式连接在碳骨架上形成的一部分结构。
基团的存在对有机分子的性质和反应起着重要的作用。
常见的基团包括羟基、氨基、卤素基、芳香基等。
6.共轭体系:有机分子中若存在连续的多个π键(如碳-碳双键、碳-氮双键等),这些π键可以形成共轭体系。
共轭体系使得分子具有较大的稳定性,同时也影响了分子的电子结构和光学性质。
7.功能团:有机分子中的功能团是指具有特定化学性质的结构单位。
常见的功能团包括羰基、羧基、醇基、胺基等。
功能团对于有机分子的反应和性质起到决定性的作用。
8.立体化学:有机分子中的立体化学是指分子的空间排列关系。
立体化学对于分子的性质和反应方式具有重要影响。
常见的立体化学概念包括手性、立体异构体和构象等。
总之,有机物的结构特点包括碳的四价性、可旋转性、分子的三维性、不饱和性、基团效应、共轭体系、功能团以及立体化学等。
这些特点决定了有机物的化学性质和反应方式,形成了有机化学的基础。
【学习目标】1. 进一步认识有机化合物的成键特点;通过有机化合物常见的同分异构体现象的学习体会物质结构的多样性决定物质性质的多样性.2。
能准确判断同分异构体及其种类的多少【重点难点】正确书写同分异构体;【自主学习】一、有机化合物中碳原子的成键特点 1.碳原子的结构及成键特点碳原子的最外层有 个电子,很难得失电子,易与碳原子或其他原子形成 个共价键。
2.碳原子的结合方式⑴ 碳原子之间可以形成稳定的单键,还可以形成稳定的双键或三键. ⑵ 多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链,碳链也可以带有支链,还可以结合成碳环,碳链和碳环也可以相互结合。
⑶ 碳原子还可以和氧原子等多种非金属原子形成共价键。
(氯乙烷)。
⑷ 有机物分子中还普遍存在 现象. 二。
有机物的分子构型名称分子式结构模型键角空间构型甲烷(四氯甲烷)CH 4109。
50 正四面体乙烯 C 2H 41200 平面三。
有机化合物的同分异构现象同分异构体的概念:是指分子式相同而结构式不同的物质之间的互称。
关键要把握好以下两点:⑴分子式相同CH3—CH—CH—CH3 CH3—C—CH2—CH3CH3CH3CH3CH3故己烷(C6H14)的同分异构体的数目有5种。
变式训练2—1。
写现庚烷的同分异构体.2.位置异构⑴烯炔的异构(碳链的异构和双键或叁键官能团的位置异构)方法:先写出所有的碳链异构,再根据碳的四键,在合适位置放双官能团。
例C5H10属于烯烃的同分异构体典例3.下列烷烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代烃的是()三、判断同分异构体数目的常见方法和思路:⑴记忆法①碳原子数目1~5的烷烃异构体数目:甲烷、乙烷、丙烷均无异构体,丁烷有二种异构体,戊烷有三种异构体.②碳原子数1~5的一价烷基:甲基一种(-CH3),乙基一种(—CH2—CH3)、丙基二种[—CH2CH2CH3、-CH(CH3)2], 【方法指导】⑴按照同分异构体的书写步骤书写.⑵先碳链异构后位置异构。
甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构2014/3/26电子层K L M电子亚层1s2s2p3s3p3d 轨道数113135电子亚层容纳的电子数2262610电子层容纳的电子数2818电子云形状球形球形纺锤形球形纺锤形、碳原子的核外电子排布:C:1s22s2 2p2® □ B □提示:C: 1S1 22S 2P基态激发态三、甲烷sp3杂化:1 CH4分子中:碳原子的4个sp3杂化轨道和氢原子的1s沿轨道对称轴重叠,形成b键2 b键的特点:可以围绕键轴方向旋转,不影响键的强度。
(轴对称)3 应用:烷烃中,只有(1)C-C: sp3和sp3形成的b键(2)C-H: sp3和1s形成的b键激发2r n n rC:1S22S 2P-------------1. C 2H 4中,每个C 原子都是sp 2杂化轨道,H 原子只有1个1s 轨道。
C 原子和C 原子间以 头碰头”的方式形成b 键,C 原子和H 原子间以 头碰头”的方式也形成b 键, 两个C 原子的2Pz 轨道之间以 肩并肩”的方式形成n 键.2.n 键的特点:n 键不如b 键稳定,比较容易断裂。
不能轻易旋转。
(镜面对称)3. C=C 碳碳双键:由一个 6键(sp 2— sp 2)和一个n (2Pz — 2Pz )键构成,n 键在反应中容易断裂。
C-H:sp2和1s 形成b 键。
4. C 2H 4(sp 2 杂化)I! m c > 11 * € f,L*c>in tri"TicJ 貝尹 isi ty m t wo 1 n L .1 -四、乙烯T"w <L> 1 o f I'll *■' JZTJ Itsp 2杂化:P ・ p. p t讥 >n^L 1五、乙炔-—sp杂化:1. sp杂化:夹角为180 °的直线形杂化轨道。
2. g C: sp和sp形成一条b键,Py和Py、Pz和Pz之间分别形成两条n键,这2条n键在反应中容易断裂。
有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构可以分为线性链状、支链状、环状等不同形态。
线性链状结构是最简单的结构,分子中的碳原子以直线连接。
支链状结构则是由一条或多条侧链连接在主链上,增加了分子的复杂性。
环状结构则是由碳原子形成环状结构,在环上可以有不同的官能团。
有机化合物的反应性取决于它们的官能团和反应条件。
常见的有机反应包括取代反应、加成反应、消除反应等。
取代反应是指一个原子或一个基团取代另一个原子或一个基团,例如氯代烃和氢气发生氢代反应。
加成反应是指两个或多个分子结合形成一个新的分子,例如烯烃的加氢反应生成烷烃。
消除反应是指分子内或分子间的原子或基团被移除,例如醇分子失水生成烯烃。
有机化合物的结构和性质之间存在着密切的关系。
分子结构的改变会导致性质的变化。
例如,取代烷烃的取代基越多,其溶解度越大,反应性也会发生变化。
此外,分子结构的不对称性也会影响分子的性质,例如具有手性的分子可能会显示旋光性。
总之,有机化合物具有多样的结构和性质,这使得有机化学成为化学学科中一个重要的分支,有机化合物也广泛应用于各个领域,如药物、染料、塑料等。
对于研究有机化合物的结构和性质有深入的了解,对于开发新的化合物和应用具有重要意义。
有机物的分子结构特点和主要化学性质有机物是由碳元素构成的化合物,具有分子结构特点和主要化学性质。
1.分子结构特点:(1)有机物分子中的碳原子通常以单、双或三键的形式与其他原子连接,形成杂化轨道,使碳原子能够与多个原子组成稳定的分子框架。
(2)有机物分子中常见的官能团包括羟基(-OH)、羰基(-C=O)、羧基(-COOH)、氨基(-NH2)等,这些官能团能够赋予有机物特定的化学性质和反应能力。
(3)有机物分子的空间构型通常存在立体异构体,即同一分子式但结构不同的化合物,如顺式异构体和反式异构体以及手性异构体。
这种立体异构体的存在使得有机物表现出不同的物理性质和化学性质。
2.主要化学性质:(1)燃烧性质:有机物可在氧气存在下燃烧,产生二氧化碳和水,并释放能量。
(2)反应活性:有机物分子中的官能团赋予了有机物在化学反应中的特定活性。
例如,羟基使有机物具有酸碱性质,能够与金属氢氧化物反应生成盐和水;羰基使有机物具有亲电性,容易发生加成反应、亲核取代反应和氧化反应等。
(3)氧化还原性质:有机物可以发生氧化反应和还原反应。
在氧化反应中,有机物失去氢原子或获得氧原子;在还原反应中,有机物获得氢原子或失去氧原子。
(4)酸碱性质:有机物中的羟基、羧基等官能团可以表现出酸碱性质。
羧基与碱反应生成盐,羟基与酸反应生成盐。
(5)缩合反应:有机物分子中的官能团可通过缩合反应与其他分子中的官能团结合形成新的化合物,如醛缩、酮缩等。
(6)聚合反应:有机物中的双键或三键可以发生聚合反应,使有机物分子通过共价键连接形成高分子化合物。
总之,有机物的分子结构特点和主要化学性质决定了其具有广泛的应用领域和重要的化学意义。
通过研究有机物的分子结构和化学性质,可以推动有机化学领域的发展,并开发出更多有机化合物的应用。
有机物的结构与性质1、官能团的定义:决定有机化合物主要化学性质的原子、原子团或化学键。
2、常见的各类有机物的官能团,结构特点及主要化学性质(1)烷烃A) 官能团:无 ;通式:C n H 2n +2;代表物:CH 4B) 结构特点:键角为109°28′空间正四面体分子。
烷烃分子中的每个C 原子的四个价键也都如此。
C) 化学性质:①取代反应(与卤素单质、在光照条件下) , ,……。
②燃烧 ③热裂解 (2)烯烃:A) 官能团: ;通式:C n H 2n (n ≥2);代表物:H 2C=CH 2B) 结构特点:键角为120°。
双键碳原子与其所连接的四个原子共平面。
C) 化学性质:①加成反应(与X 2、H 2、HX 、H 2O 等)②加聚反应(与自身、其他烯烃) ③燃烧 (3)炔烃:A) 官能团:—C≡C— ;通式:C n H 2n —2(n ≥2)B) 结构特点:碳碳叁键与单键间的键角为180°。
两个叁键碳原子与其所连接的两个原子在同一条直线上。
C) 化学性质:(略) (4)苯及苯的同系物:A) 通式:C n H 2n —6(n ≥6);代表物:B)结构特点:苯分子中键角为120°,平面正六边形结构,6个C 原子和6个H 原子共平面。
C)化学性质:①取代反应(与液溴、HNO 3、H 2SO 4等)CH 4 + Cl2CH 3Cl + HCl 光CH 3Cl + Cl 2CH 2Cl 2 + HCl 光CH 4 + 2O 2CO 2 + 2H 2O 点燃CH 4C + 2H 2高温 隔绝空气C=CCH 2=CH 2 + HXCH 3CH 2X 催化剂CH 2=CH 2 + 3O 22CO 2 + 2H 2O点燃n CH 2=CH 2 CH 2—CH CH 2=CH 2催化剂加热、加压CH 2=CH 2 + Br 2BrCH 2CH 2BrCCl 4 原子:—X原子团(基):—OH 、—CHO (醛基)、—COOH (羧基)、C 6H 5— 等化学键: 、—C ≡C — C=C 官能团+ Br 2+ HBr ↑Br Fe 或FeBr 3+ HNO 3+ H 2ONO 2 浓H 2SO 4 60℃②加成反应(与H 2)(5)醇类:A) 官能团:—OH (醇羟基); 代表物: CH 3CH 2OH 、HOCH 2CH 2OHB) 结构特点:羟基取代链烃分子(或脂环烃分子、苯环侧链上)的氢原子而得到的产物。
精品文档有机物的分子结构特点和主要化学性质有机物种类繁多,变化复杂,应用面广。
在学习和掌握各类有机物化学性质时,要抓住有机物的结构特点,即决定有机物化学特性的原子或原子团——官能团。
学习时以烃类有机物为根底,以烃的衍生物为重点;通过各类有机物的重要代表物的组成、结构、性质、制法和主要用途的学习,到达掌握相关各类有机物的目的。
对于其中涉及的各有关反响要认识反响的意义,即每个反响对于反响物来说,它表示着反响物的性质;对于生成物来说,很可能成为生成物的制法。
也就是说,一个化学方程式它既是性质反响,又是制法的反响原理。
对于各个反响,应尽量从分子结构的角度,了解反响的历程,以便于掌握和运用。
现对各类有机物的分子结构特点和重要化学性质分别阐述如下:1.烷烃分子结构特点:C—C单键和C—H单键。
在室温时这两种键不活泼,不易发生化学反响,所以烷烃一般不和强酸、强碱、强氧化剂反响,但在一定条件下(光、热),C—H键的氢可以发生取代反响,C—C键可以断裂,继而发生裂化和氧化反响。
如:(1)取代反响R-CH3+X2 R-CH2X+HX(卤化)R-CH3+HO-NO2 -CH2NO2+H2O(硝化)裂化反响(在高温和缺氧条件下)(3)催化裂化C8H18 C4H10+C4H8C4H10 C2H6+C2H4(3)氧化反响①燃烧氧化.精品文档②催化氧化2CH3CH2CH2CH3+5O24CH3COOH+2H2.烯烃分子结构特点:分于中含有键。
烯烃分子内的碳碳双键中有一个键较弱,容易断开而发生化学反响,所以烯烃的化学性质较活泼,主要发生加成、氧化和加聚反响。
(1)氧化反响①燃烧氧化②催化氧化2CH2CH2+O22CH3-CHO③使高锰酸钾溶液褪色(2)加成反响①加H2、X2(X:Cl、Br、I)CH2CH2+H2CH3-CH3CH2CH2+Cl2→CH2Cl-CH2Cl②加H2O、HXCH2CH2+H-OH CH3-CH2OHCH2CH2+HCl C H3-CH2Cl(3)加聚反响.精品文档nCH2CH[CH-CH]n 2223.炔烃分子结构特点:分子内含有—C≡C—键炔烃分子内的碳碳三键中有一个较强的键和二个较弱的键,这二个较弱的键在化学反响中容易断开,因而炔烃的化学性质也是活泼的,能够发生和烯烃相似的反响即加成反响、加聚反响、氧化反响,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,在空气中易燃烧,如:(1)氧化反响①燃烧氧化②使高锰酸钾溶液褪色(2)加成反响(H2、X2、H2O、HX)CH≡CH+HCl CH2==CHCl(3)加聚反响.精品文档4.二烯烃分子结构特点:分子内含有二个碳碳双键。
第一章:认识有机化合物——考点二有机物的结构特点、同系物、同分异构体知识点一:有机化合物中碳原子的成键特点1.碳元素位于第二周期ⅣA族,碳原子的最外层有4个电子,很难得到或失去电子,通常以共用电子对的形式与其他原子形成共价键,达到最外层8个电子的稳定结构。
2.由于碳原子的成键特点,在有机物分子中,碳原子总是形成4个共价键,每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子(如氧、氯、氮、硫等)形成4个共价键,而且碳原子之间可以形成单键(C—C)、双键(C =C)、三键(C≡C)。
多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链,碳链也可以带有支链,还可以结合成碳环,碳链与碳环也可以相互结合,因此,含有原子种类相同,每种原子数目也相同的分子,其原子可能具有多种不同的结合方式,形成具有不同结构的分子。
要点解释:在有机物分子中,碳原子仅以单键与其他原子形成4个共价键,这样的碳原子称为饱和碳原子,当碳原子以双键或三键与其他原子成键时,这样的碳原子称为不饱和碳原子。
种类实例含义应用围化学式CH4、C2H2(甲烷)(乙炔)用元素符号表示物质分子组成的式子。
可反映出一个分子中原子的种类和数目多用于研究分子晶体最简式(实验式)C6H12O6的最简式为CH2O①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子②由最简式可求最简式量①有共同组成的物质②离子化合物、原子晶体常用它表示组成电子式用小黑点等记号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型的物质结构式①具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型①多用于研究有机物的性质②能反映有机物的结构,有机反应常用结构式表示结构简式(示性式)CH3—CH3(乙烷)结构式的简便写法,着重突出结构特点(官能团)同“结构式”①球棍模型小球表示原子,短棍表示价键用于表示分子的空间结构(立体形状)比例模型用不同体积的小球表示不同原子的大小用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序键线式:碳碳键用线段来体现。
拐点或端点表示碳原子,碳原子上的氢原子不必标出,其他原子及其他原子上的氢原子都要指明。
例如:丙烯、正丙醇的键线式分别为。
要求:高考中,常出现必须掌握,会通过链线式写出熟悉的结构简式,也能通过结构简式写出链线式。
特别提示:(1)写结构简式时,同一碳原子上的相同原子或原子团可以合并,碳链上直接相邻且相同的原子团亦可以合并,如有机物也可写成(CH3)3C(CH2)2CH3。
(2)有机物的结构简式只能表示有机物中各原子的连接方式.并不能反映有机物的真实结构。
其实有机物的碳链是锯齿形而不是直线形的。
要求:重点掌握各种形式的表达方式,特别是最简式(实验式),结构简式解题探究:题组一有机物的结构模型及表示法4.如图所示是四种常见有机物的比例模型示意图。
下列说确的是( )A.甲能使酸性KMnO4溶液褪色B.乙可与溴水发生取代反应使溴水褪色C.丙中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的键D.丁在稀硫酸作用下可与乙酸发生取代反应答案C解析甲代表CH4,乙代表乙烯,丙代表苯,丁代表乙醇。
知识点二:同系物(1)定义:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物。
如CH3CH3和CH4,CH2===CH2和CH2===CH—CH3。
(2)C n H2n+2(n≥1),如CH4、CH3CH3、互为同系物。
(3)同系物的化学性质相似,物理性质呈现一定的递变规律。
结构相似,分子量越大,熔沸点越高,分子式相同,支链越多,熔沸点越低。
题组二同系物的判断与性质由乙烯推测丙烯(CH2CHCH3)的结构或性质正确的是( )A .不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B .不能在空气中燃烧C .能使溴水褪色D .与HCl 在一定条件下能加成只得到一种产物答案 C解析 丙烯与乙烯具有相同的官能团“”,具有与乙烯类似的化学性质,故C 正确;丙烯与HCl 加成时产物有两种,D 不正确。
同系物的判断方法“一差二同 ”:通式相同,官能团的种类数目相同;分子组成上至少相差一个CH 2原子团。
如:①CH 2===CH 2与通式相同,官能团不同,二者不是同系物。
②CH 3CH 2CH 2CH 3与二者不相差一个或多个CH 2,不是同系物。
③与的环数不同,且不相差n 个CH 2原子团,不是同系物。
知识点三:有机化合物的同分异构现象(重点)一.化合物具有相同的分子式,但具有不同的结构的现象叫同分异构现象,具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
二.两化合物互为同分异构体的必备条件有二:(1)两化合物的分子式应相同。
(2)两化合物的结构应不同(如碳链骨架不同、官能团的位置不同、官能团的种类不同等)。
三.中学阶段必须掌握的异构方式有三种,即碳链异构、位置异构和官能团异构。
常见同分异构现象及形成途径异构方式形成途径 示例 碳链异构 碳链骨架不同而产生的异构 CH 3CH 2CH 2CH 3与位置异构 官能团位置不同而产生的异构 CH 2=CHCH 2CH 3与CH 3—CH=CH —CH 3官能团异构 官能团种类不同而产生的异构CH 3CH 2CHO 与 四.此外有机物还具有立体异构现象。
常见的立体异构有顺反异构当有机物分子中含有碳碳双键且每个双键碳原子所连的另外两个原子或基团不同时,就存在顺反异构现象。
如2-丁烯存在顺反异构体。
CH 3—CH —CH 3CH 3CH 3—C —CH 3O要求:只要求识别,有机的同分异构,高考一般不考书写,但选修三的考试有可能出现。
五、同分异构体的书写和数目的判断书写同分异构体时,必须遵循“价键数守恒”原则,即在有机物分子中,碳原子的价键数为4,氢原子的价键数为1,氧原子的价键数为2,等等。
(一)同分异构体的书写规律(重点)(1) 烷烃的同分异构体的书写是其他有机物的同分异构体书写的基础。
烷烃只存在碳链异构,书写时要注意全面而不重复,具体规则如下:(2)具有官能团的有机物:一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写,同时遵循对称性、互补性、有序性原则,即可以无重复、无遗漏地写出所有的同分异构体来。
(3)芳香族化合物的同分异构体的书写及判断b.若三个取代基中有2个相同,则有6种结构:(4)“碎片拼装法”在苯环类同分异构体的书写中的应用(不讲)①除苯环外,统计剩余基团的不饱和度、碳原子数和氧原子数。
②结合题给限制条件,写出符合条件的官能团结构,即碎片。
③结合不饱和度、碳原子数和氧原子数及已知碎片,判断出所有碎片。
④结合等效氢等限制条件进行拼装。
(二)同分异构体数目的判断方法(1)记忆法。
记住常见烃基同分异构体数目:(不记)①丙基(—CH7)有2种,则丙烷的一卤代物、丙醇均有2种,丁醛、丁酸有2种。
3②丁基(—CH9)有4种,则丁烷的一卤代物、丁醇均有4种,戊醛、戊酸有4种。
4③戊基(—CH11)有8种,则戊烷的一卤代物、戊醇均有8种。
5(2)等效氢法(重点):判断有机物发生取代反应后,能形成几种同分异构体的规律,可通过分析有几种等效氢原子来得出结论,又称为对称法。
①连接在同一碳原子上的氢原子为等效氢,如甲烷中只有一类氢原子。
②连接在同一碳原子上的甲基(—CH)氢为等效氢,如新戊烷[C(CH3)4]中只有一类氢原子。
3③处于对称位置的碳原子上的氢原子为等效氢,如苯分子为平面正六边形,为对称结构,分子中只有一类氢原子。
④卤代烃同分异构体书写及数目巧确定,有几类不同的等效氢,其一取代产物就有几种。
具体步骤:例如:分子式为C5H11Cl的同分异构体(不考虑立体异构)数目的判断。
步骤1:写出C5H12可能的碳骨架,有三种步骤2:根据“等效氢原子法”确定氯原子取代的位置,并标号(3)基元法。
丙基有2种结构,丁基有4种结构,由此可推断有机物的同分异构体的数目。
例如,丁醇、戊酸、戊醛、一氯丁烷都分别有4种同分异构体。
(不讲)学后即练:一、同分异构体的判断与种数计算1.下列有关同分异构体数目的叙述中,正确的是( )A.戊烷有2种同分异构体B.C8H10中只有3种属于芳香烃的同分异构体C.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种D.CH3CH2CH2CH3光照下与氯气反应,只生成1种一氯代烃答案 C 解析A项,戊烷有3种同分异构体;B项,有、、、4种同分异构体;C项,丙基的同分异构体有2种,所以取代苯环上的氢原子分别得到邻、间、对各3种同分异构体,共6种,正确;D项,光照条件下的取代反应,得到2种一氯代物。
2.有下列几种有机化合物的结构简式:(1)属于同分异构体的是____________________。
(2)属于同系物的是________。
(3)官能团位置不同的同分异构体是________。
(4)官能团类型不同的同分异构体是________。
解析:本题考查了同系物、同分异构体的判断,以及同分异构体的不同类型:位置异构、官能团异构等的区分。
正确理解同系物、同分异构体的概念是解决此类题的关键。
答案:(1)②⑧、④⑤⑨、③⑥⑦、①⑩(2)①②、②⑩(3)①⑩、③⑥、④⑤(4)③⑦、⑥⑦、④⑨、⑤⑨3.下列物质的同分异构体数目最少的是(不考虑立体异构)( )A.C5H10与HCl的加成产物B.的二硝基取代物C.分子式为C4H8O2能与NaOH溶液反应的有机物D.分子式为C6H14含有4个甲基的有机物解析:选项A,C5H10与HCl加成生成C5H11Cl,其共有7种同分异构体;选项B,题给有机物结构对称,其二硝基取代物有7+4+1=12种;选项C,该有机物是酯或羧酸,其中酯有4种,羧酸有2种,共6种;选项D,该有机物只能含有2个支链且该支链为甲基,只有2种不同结构。
答案:D 4.(1)C5H11Cl的同分异构体有________种。
(2) 的一氯代物有________种,二氯代物有________种。
(3)某单官能团有机化合物,只含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为58,完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。
它可能的结构共有(不考虑立体异构)________种,结构简式分别为___________________________________________________________________________________________ 答案:(1)8 (2)4 10 (3)5二、同分异构体数目的判断5.下列烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的是( )A.2-甲基丙烷B.环戊烷C.2,2-二甲基丁烷D.3-甲基戊烷解析:答案:B6.分子式为C3H4Cl2的链状有机物的同分异构体共有(不包括立体异构)( )A.6种B.5种C.4种D.3种答案:B 解析:可能的结构有:CH2===CHCHCl2、CCl2===CHCH3、CHCl===CClCH3、CHCl===CHCH2Cl、CH2===CClCH2Cl,B项正确。