(完整版)有机物分子中原子共线、共面问题(带答案)

有机物分子中原子的共面共线问题有机分子中原子的共面共线是中学有机化学教学的一个难点。

此类题目的解题思维方法如下：原子共面共线问题思维的基础：甲烷的正四面体结构；乙烯、苯的平面结构；乙炔的直线结构。

1、甲烷的正四面体结构在甲烷分子中，一个碳原子和任意个氢原子可确定一个平面。

当甲烷分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，该代替原子的共面问题，可将它看作是原来氢原子位置。

丙烷其结构式可写成如图2所示，丙烷分子中最多原子可能共面。

2、乙烯的平面结构乙烯分子中的所有原子都在同一平面内，键角为120°。

当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。

CH3CH=CH2 原子一定共面，最多原子可能共面。

3．苯的平面结构苯分子所有原子在同一平面内，键角为120°。

当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。

甲苯如右下图所示，甲苯分子中最多有可能是个原子共面。

4．乙炔的直线结构乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子一定在一条直线上，键角为180°。

当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线。

丙炔如图所示，丙炔分子中有个原子共线。

巩固练习：1、描述CH3－CH＝CH－C≡C－CF3分子结构下列叙述中，正确的是A．6个碳原子有可能都在一条直线上B．6个碳原子不可能都在一条直线上C．6个碳原子有可能都在一个平面上D．6个碳原子不可能都在一个平面上2、甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是（）A．分子式为C25H20B．分子中所有原子有可能处于同一平面C．该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D．分子中所有原子一定处于同一平面3、盆烯是近年合成的一种有机物，它的分子结构可简化表示为（其中C、H原子已略去），下列关于盆烯的说法中错误的是（）A．盆烯是苯的一种同分异构体B．盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上C．盆烯是乙烯的一种同系物D．盆烯在一定条件下可以发生加成反应4、某烃的结构简式为CH3―CH2―CH＝C(C2H5)―C≡CH分子中含有四面体结构的碳原子（即饱和碳原子）数为a，在同一直线上的碳原子数量最多为b，一定在同一平面内的碳原子数为c，则a、b、c分别为（）A．4、3、5 B．4、3、6 C．2、5、4 D．4、6、45、观察以下有机物结构：CH3 CH2CH3(1) C = CH H (2) H—C≡C—CH2CH3 (3) —C≡C—CH=CF2思考：最多有几个碳原子共面、、最多有几个碳原子共线、、有几个不饱和碳原子、、不饱和度及其应用不饱和度又称为“缺氢指数”，用希腊字母Ω来表示，顾名思义，它是反映有机物分子不饱和程度的量化标志。

有机物分子中原子共线、共面问题一.熟记五类分子空间构型以上述几种分子的空间构型为母体并将其从结构上衍变至复杂有机物中判断原子是否共线共面。

【例】蒇代表物薇空间构型 袃结构艿球棍模型蒀结 构 特 点 薇C 2H 4 芃平面结构羁芈蚇6点共面葿C 2H 2 肇直线型螇肅膁4点共线(面)袇C 6H 6 膂平面正六边形羆12点共面薃HCHO 莁平面羄4点共面 肃CH 4 莇正四面体蒁任意3点(原子)共面C —C 键可以旋转二、三、旋转单键可旋转（含C-C,C-H,C-O）双键、三建不可三、结构不同的基团连接后原子共面分析1．直线与平面连接：直线结构中如果有2个原子与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。

如CH2=CH-C≡CH，其空间结构为，所有原子共平面。

2．平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合，但可能重合。

如苯乙烯分子中共平面原子至少12个，最多16个。

3．平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。

如丙烯分子中，共面原子至少6个，最多7个。

4．直线、平面与立体连接：如图所示的大分子中共平面原子至少12个，最多19个。

分析时要注意两点：①观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面型”、乙炔“直线形”和苯“平面型”等分子构型知识迁移过来即可；②苯环以单键连接在6号不饱和碳原子上，不管单键如何旋转，8号和9号碳原子总是处于乙烯平面上。

强化练习：1．描述CH3－CH＝CH－C≡C－CF3分子结构的叙述中，正确的是（BC ）A．6个碳原子有可能都在一条直线上B．6个碳原子不可能都在一条直线上C．6个碳原子有可能都在同一平面上D．6个碳原子不可能都在同一平面上2．下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能．．．处于同一平面的是（D ）—CH—A．B．C．D．3．在分子中，处于同一平面上的原子数最多可能是（D ）A．12个B．14个C．18个D．20个4．在分子中，处于同一平面上碳原子数最少是（A ）A ．10个B ．8个C ．14个D ．12个 5．甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，得如图所示分子，对该分 子描述不正确的是 （ D ） A ．分子式为C 25H 20 C ．此物质属于芳香烃类物质 D ．分子中所有碳原子有可能处于同一平面6．某烃的结构简式为。

高中有机物分子中原子的共面、共线专题一、知识归纳有机分子结构中由于碳原子形成不同价键，造成空间构型存在差异，成为高考命题的采分点之一，也是同学们的“难以捉摸”的点，掌握有机物分子的空间构型的基准点和判断技巧会使问题迎刃而解。

一.有机分子中原子的共面、共线基准点1．甲烷的正四面体结构如图1所示，在甲烷分子中，一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面，其余两个氢原子分别位于平面的两侧，即甲烷分子中有且只有三个原子共面(称为三角形规则)。

当甲烷分子中某个氢原于被其他原子取代时，讨论取代该氢原子的其他原子的共面问题时，可将与甲基碳原子直接相连的原子看做代替了原来的氢原子。

CH3CH2CH3的结构如图2所示，左侧甲基和②C构成“甲烷”分子，此分子中⑤H、①C、②C构成三角形。

中间亚甲基和①C、③C构成“甲烷”分子，此分子中①C、②C、③C构成三角形。

同理②C、③C、④H构成三角形，即丙烷分子中最多有三个碳原子(①C、②C、③C)和两个氢原子(④H、⑤H)可能共面。

2．乙烯的平面结构乙烯分子中的所有原子都在同一平面内，键角为120°(如图3所示)。

当乙烯分子中某个氢原子被其他原子取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。

如图4所示是CH3CH=CH2的分子结构。

由图可知，三个氢原子(①②③)和三个碳原子(④⑤⑥)一定共面。

根据三角形规则(⑤C、⑥C、⑦H构成三角形)，⑦H也可能在这个平面上。

同理(CH3)2C=C(CH3)2中至少有6个原子(6个碳原子)共平面，至多有10个原子共平面：6个碳原子和4个氢原子(每个甲基可提供一个氢原子)共平面。

提示：羰基碳原子也是平面形碳原子，如图5甲醛即为平面型结构：图5 图63．苯的平面结构苯分子的所有原子在同一平面内，键角为120°，结构式如图6，当苯分子中的一个氢原子被其他原子取代时，代替该氢原子的原子一定在苯环所在平面内。

如甲苯中的7个碳原子(苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子)和苯环上的5个氢原子一定共面，此外甲基上的1个氢原子也可以转到这个平面上，其余两个氢原子分布在平面两侧。

有机物分子中原子的共面共线问题衡南二中胡必爱有机分子中原子的共面共线是中学有机化学教学的一个难点。

此类题目的解题思维方法如下：原子共面共线问题思维的基础：甲烷的正四面体结构；乙烯、苯、萘、蒽的平面结构；乙炔的直线结构。

1．甲烷的正四面体结构在甲烷分子中，一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面，其余两个氢原子分别位于平面的两侧，即甲烷分子中有且只有三原子共面（称为三角形规则）。

当甲烷分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，该代替原子的共面问题，可将它看作是原来氢原子位置。

其结构式可写成如图2所示。

左侧甲基和②C构成“甲烷分子。

此分子中⑤H，①C，②C构成三角形。

中间亚甲基和①C，③C构成“甲烷”分子。

此分子中①C，②C，③C构成三角形，同理②C，③C，④H构成三角形，即丙烷分子中最多两个碳原子（①C，②C，③C）三个氢原子（④H，⑤H）五原子可能共面。

2．乙稀的平面结构乙烯分子中的所有原子都在同一平面内，键角为120°。

当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。

其结构式可写成如图4所示。

三个氢原子（①②③）和三个碳原子（④⑤⑥）六原子一定共面。

根据三角形规则[⑤C，⑥C，⑦H构成三角形]。

⑦H也可能在这个平面上。

至少6个原子（6个碳原子），至多10个原子[6个碳原子和4个氢原子（每个甲基可提供一个氢原子）]共面。

3．苯的平面结构苯分子所有原子在同一平面内，键角为120°。

当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。

甲苯中的7个碳原子（苯环上的6个碳原子和甲基上的一个碳原子），5个氢原子（苯环上的5个氢原子）这12个原子一定共面。

此外甲基上1个氢原子（①H，②C，③C构成三角形）也可以转到这个平面上，其余两个氢原子分布在平面两侧。

故甲苯分子中最多有可能是13个原子共面。

同理可分析萘分子中10个碳原子，8个氢原子18原子共面和蒽分子中14个碳原子，10个氢原子，共24个原子共面问题。

【最全⾯】解析有机物分⼦中原⼦共平⾯、共直线问题如何分析有机物分⼦中原⼦共平⾯的问题有机物分⼦中原⼦共平⾯的问题，解决⽅法是：由简单到复杂。

⾸先要掌握以下⼏种最简单有机物的空间构型：(1)⼄烯(CH 2CH 2)分⼦是平⾯结构，2个碳原⼦、4个氢原⼦共平⾯;(2)⼄炔(C C H H )分⼦是直线型结构，4个原⼦在同⼀直线上;(3)苯()分⼦是平⾯正六边形结构，6个碳原⼦、6个氢原⼦共平⾯;(4)甲烷(CH 4)是正四⾯体结构,任意3个原⼦共平⾯;(5)甲醛(H H O)分⼦是平⾯结构，4个原⼦共平⾯。

在判断有机物分⼦中原⼦共平⾯情况时．要结合以上五种最简单物质的结构进⾏分析。

例1请分析苯⼄炔(C CH )分⼦中最多有多少个原⼦共平⾯? 分析：与C CH 直接相连的苯环上的碳原⼦相当于C C H H分⼦中1个氢原⼦所处的位置，应与C CH 在同⼀条直线上；与苯环相连的C CH 中碳原⼦相当于苯分⼦中氢原予所处的位置，应在苯环所在的平⾯内。

由此可知C CH 所在直线上有两点在苯环的平⾯内，所以苯⼰炔分⼦中所有原⼦均在同⼀平⾯，即苯⼄炔分⼦中8个碳原⼦、6个氢原⼦均在同⼀平⾯内。

，例2：有机物CCH 2CHO H分⼦中⾄少有多少个碳原⼦处于同⼀平⾯上?分析：由苯分⼦的空问构型可知，苯环上的6个碳原⼦、4个氢原⼦以及与苯环直接相连的两个碳原⼦⼀定共平⾯。

由⼄烯的分⼦结构可知，CH 2CH 中的原⼦在同⼀平⾯。

由⼄醛分⼦结构可知，CHO 中的原⼦在同⼀平⾯。

由碳碳单键可以旋转，可知C CH 2CHO H分⼦中所有的原⼦可以共⾯。

例3：结构式为CH 3CH 3的烃，分⼦中⾄少有多少个碳原⼦处在同⼀平⾯上？分析：由苯分⼦的空间结构可知，苯环上的六个碳原⼦以及与它直接相邻的两个碳原⼦共⾯。

另外与苯环相连的另⼀苯环对位上的碳原⼦，处于两苯环旋转的轴线（两苯环之间的碳碳键可以旋转）上，也应该共⾯另外．与苯环相连的另⼀苯环对位上的碳原⼦，处于两苯环旋转轴线(两苯环之间的碳碳单键可以旋转)上，也应该共平⾯。

微专题(四)有机物分子中原子共面、共线问题大多数有机物分子因呈三维空间立体构型而使学生对其结构认识存在困难。

对有机物分子共线、共面的考查不仅是教学的重点，更是教学的难点。

解决此类问题的关键是识记教材中典型的有机物的分子结构特征、球棍模型、比例模型，会“拆分”比对结构模板，“合成”确定共线、共面原子数目。

解答有机物分子中原子共面、共线问题的基本思路先将被分析对象分解成下述几种常用的结构模板，最后综合分析不同结构间的交叉关系确定结果。

(1)明确三类结构模板结构四面体形平面形直线形模板：5个原子构成四面体，有3个原子共面，一定不会所有原子共面：6个原子共面；：12个原子共面a—C≡C—b：4个原子共直线；苯环上处于对角位置的4个原子共直线(2)对照模板确定共线、共面原子数目需要结合相关的几何知识进行分析：如不共线的任意三点可确定一个平面；一条直线与某平面有两个交点时，则这条直线上的所有点都在相应的平面内；同时要注意碳碳单键能旋转和问题中的限定性词语(如最多、至少、可能、一定等)。

例1下列关于的说法正确的是()A．所有碳原子可能共平面B．除苯环外的碳原子共直线C．最多只有4个碳原子共平面D．最多只有3个碳原子共直线答案 A解析为了便于说明，对分子中的碳原子编号如下：。

根据乙炔和苯的结构知，C1、C2、C3、C4、C5共直线，而C5与其他4个原子成键，具有四面体结构，故C4、C5、C6不共直线。

根据乙烯的结构知，C6、C7、C8也不共直线，故最多有5个碳原子共直线，B、D项错误；C5、C6、C7、C8共平面，如图所示。

解析有机物分⼦中原⼦共平⾯、共直线问题_【最全⾯】如何分析有机物分⼦中原⼦共平⾯的问题分⼦内原⼦共线、共⾯的判定，仅为⼀维、⼆维想象，但存在线⾯、⾯⾯的交叉，所以有⼀定的难度。

⼀、⼏个特殊分⼦的空间构型1.常见分⼦的空间构型：①CH4分⼦为正四⾯体结构，其分⼦最多有3个原⼦共处同⼀平⾯。

②⼄烯分⼦中所有原⼦共平⾯。

③⼄炔分⼦中所有原⼦共直线。

④苯分⼦中所有原⼦共平⾯。

⑤H—CHO分⼦中所有原⼦共平⾯。

（1）熟记四类空间构型中学有机化学空间结构问题的基⽯是甲烷、⼄烯、⼄炔和苯的分⼦结构。

甲烷型：正四⾯体结构，4个C—H健不在同⼀平⾯上凡是碳原⼦与4个原⼦形成4个共价键时，空间结构都是正四⾯体结构以及烷烃的空间构型 5个原⼦中最多有3个原⼦共平⾯。

⼄烯型：平⾯结构。

六个原⼦均在同⼀平⾯上凡是位于⼄烯结构上的六个原⼦共平⾯。

⼄炔型：直线型结构。

四个原⼦在同⼀条直线上凡是位于⼄炔结构上的四个原⼦共直线。

苯型：平⾯正六边形结构。

六个碳原⼦和六个氢原⼦共平⾯凡是位于苯环上的12个原⼦共平⾯。

（2）理解三键三⾓三键：C—C键可以旋转，⽽C=C键、C≡C键不能旋转。

三⾓：甲烷中的C—H键之间的夹⾓为109°28′，⼄烯和苯环中的C—H键之间的夹⾓为120°，⼄炔中的C—H键之间的夹⾓为180°。

2.单键的转动思想有机物分⼦中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。

⼆、结构不同的基团连接后原⼦共⾯分析例1请分析苯⼄炔(C CH)分⼦中最多有多少个原⼦共平⾯?分析：与C CH直接相连的苯环上的碳原⼦相当于C C HH分⼦中1个氢原⼦所处的位置，应与C CH在同⼀条直线上；与苯环相连的C CH中碳原⼦相当于苯分⼦中氢原予所处的位置，应在苯环所在的平⾯内。

由此可知C CH所在直线上有两点在苯环的平⾯内，所以苯⼰炔分⼦中所有原⼦均在同⼀平⾯，即苯⼄炔分⼦中8个碳原⼦、6个氢原⼦均在同⼀平⾯内。

有机物分子中原子共线、共面问题一 .熟记五类分子空间构型代表物空间构型结构球棍模型结构特点C2H 4平面结构6 点共面C=C 键不能够旋转4 点共线 (面)C2H 2直线型C≡C键不能够旋转平面正六C6H 612 点共面边形HCHO平面 4 点共面CH 4任意 3 点 (原子 )共面正周围体C—C 键能够旋转以上述几种分子的空间构型为母体并将其从结构上衍变至复杂有机物中判断原子可否共线共面。

【例】二、旋转单键可旋转〔含C-C,C-H,C-O〕双键、三建不能三、结构不同样的基团连接后原子共面解析1．直线与平面连接：直线结构中若是有 2 个原子与一个平面结构共用，那么直线在这个平面上。

如 CH 2=CH- C≡ CH，其空间结构为，全部原子共平面。

2．平面与平面连接：若是两个平面结构经过单键相连，那么由于单键的旋转性，两个平面不用然重合，但可能重合。

如苯乙烯分子中共平面原子最少12 个，最多16 个。

3．平面与立体连接：若是甲基与平面结构经过单键相连，那么由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。

如丙烯分子中，共面原子最少 6 个，最多7 个。

4．直线、平面与立体连接：以以下图的大分子中共平面原子最少12 个，最多 19 个。

解析时要注意两点：①观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子〞，再将甲烷“正周围体〞、乙烯“平面型〞、乙炔“直线形〞和苯“平面型〞均分子构型知识迁移过来即可；②苯环以单键连接在 6 号不饱和碳原子上，无论单键如何旋转，8 号和 9 号碳原子总是处于乙烯平面上。

增强练习：1．描述 CH3－ CH＝ CH － C≡C－ CF3分子结构的表达中，正确的选项是〔BC〕A ． 6 个碳原子有可能都在一条直线上B ．6 个碳原子不能能都在一条直线上C． 6 个碳原子有可能都在同一平面上D． 6 个碳原子不能能都在同一平面上2．以下有机化合物分子中的全部碳原子不能能处于同一平面的是〔D〕．．．CH3CH3A ．— CH3B ．—3C．CH2C—CH3 D ．3—CH—CH3CH3．在分子中，处于同一平面上的原子数最多可能是〔 D〕A．12个B．14 个C．18 个D．20 个4．在分子中，处于同一平面上碳原子数最少是〔 A 〕A．10 个B．8个C．14 个D．12 个5．甲烷分子中的 4 个氢原子全部被苯基取代，得以以下图分子，对该分子描述不正确的选项是〔 D〕A ．分子式为C25H 20C．此物质属于芳香烃类物质D．分子中全部碳原子有可能处于同一平面6．某烃的结构简式为。