等效氢、同分异构体详解
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① ® ®E. MhTHHI —(:lbCH. CH 3①② ①② (3)D. CH 3—C —<:lhCfl,B 项中有四确定有机物同分异构体的方法——等效氢法有机物中碳链上一个或几个氢原子被其他原子或原子团取代时,其取代产物可能有多 种。
产生同分异构体的一个重要原因是分子中氢原子种类的不同。
不同种类的氢原子互称不等效氢原子,同一种类的氢原子即称为等效氢原子。
有机物分子碳链上有几种不等效氢,其氢原子被一种原子 (或原子团)取代后的一取代物就有几种同分异构体。
这种用有机物分子中氢原子特点来确定同分异构体的方法叫等效氢 法。
等效氢的一般判断原则:① 同一碳原子上连接的氢原子为等效氢,如 CH 4分子中的四个氢原子等效。
② 同一碳原子上连接的甲基氢为等效氢,③ 同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子等效。
对于含苯环结构的分 子中等效氢的判断应首先考虑苯环所在平面是否有对称轴, 如果没有,则还应考查是否有垂直于苯环平面的对称轴存在,然后根据对称轴来确定等效氢。
例如:(CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3中有5种互不等效的氢原子,其一取代物就有 5种同分异构体。
(CH 3CH 2)2CHCH 3中有4种不等效氢原子,其一取代物就有4种同分异构体。
涉及等效氢最常见的考题就是关于卤代烃同分异构体的判断, 结合卤代产物不同,常用 等效氢、等效碳及换元法解答。
其实质均为判断等效氢。
分析如下:一、等效氢法此法适用于确定烷烃的一元取代物同分异构体。
一般步骤是:先根据烷烃分子结构找出 等效氢原子(①连在同一个碳原子上的氢原子是等效的;②连在同一个碳原子上的甲基上的氢原子是等效的;③处于对称位置或镜面对称位置的碳原子上连接的氢原子是等效的) 。
然后分别对不等效的氢原子取代,有几种不等效氢原子其一元取代物就有几种。
例1下列烷烃进行一氯取代反应后,只生成三种沸点不同产物的是( )。
A 、 (CHJ?⑵CH Z CH I CIT J IB 、J Q CHCH 寸C 、(CH 心CH 阳(CH 為D 、(CH.)3CCH 2CH 3解析:将本题所问转化成 下列烷烃中,一氯代物有三种的是 ”,这样就可以通过分析所给烷烃的结构,找出各烷烃中的不等效氢原子,其中含三种不等效氢原子的烷烃就是答案。
同分异构体等效氢法判断及其讲解嘿,朋友们,今天咱们来聊聊同分异构体和那个“等效氢法”。
听起来是不是有点高大上?其实嘛,它就像是化学界的“换汤不换药”,说白了,就是那些分子长得差不多,但性格却大相径庭的小伙伴们。
想象一下,两个长得像双胞胎的人,一个爱跳舞,另一个却只喜欢窝在沙发上打游戏,哈哈,这不就是同分异构体的缩影吗?同分异构体,简单说就是它们有着相同的分子式,但是结构却不同。
就像你们见过的那些网红咖啡店,一个是星巴克,另一个是本地的小咖啡馆,喝的咖啡都是咖啡,但味道却能天差地别。
为了更直观,咱们可以想想乙醇和醚这两个小家伙。
它们都可以用相同的分子式表示,但一喝就是两种完全不同的感觉,简直就像是从一个派对换到另一个派对。
说到等效氢法,这可是一种非常巧妙的方法,能帮助我们快速判断同分异构体之间的区别。
怎么说呢?就好比在一个聚会上,你想找一个能跟你聊得来的朋友,结果发现大家的性格和兴趣爱好差得远,最后你就只能去找那个和你最投缘的人。
等效氢法就是帮你找那个“志同道合”的分子。
简单来说,它就是把分子中的氢原子换成其他的原子或基团,看看会发生什么有趣的变化。
让我们来具体看看这个过程。
假如咱们有一个分子,它上面挂着几个氢原子。
用等效氢法,咱们可以把其中一个氢原子替换成其他的,比如说一个甲基或者其他的基团。
这一小变化就能导致分子性质的大不同,简直就像是在你的咖啡里加了牛奶,或者加了香草糖浆,口感立马不同。
这样一来,咱们就能分辨出这些小家伙们的性格差异。
再给大家举个例子。
想象一下两个异构体,一个叫“顺式”,另一个叫“反式”。
顺式就像是两个人肩并肩走,热热闹闹;反式呢,就像是两个人对着干,隔得老远。
通过这个方法,咱们可以清晰地看到,虽然它们都是同样的分子式,但结构一变,性格也就变了,味道、性质,简直天差地别。
等效氢法在日常生活中也挺常见的。
你有没有想过,为什么有些食物做起来简单,但吃起来却像个艺术品?这背后其实就藏着许多的化学原理。
高考化学一轮复习测试卷及解析(51):判断同分异构体的五种常用方法和有机分子结构的测定一、确定同分异构体数目的五种常用方法1.等效氢法在确定同分异构体之前,要先找出对称面,判断“等效氢”,从而确定同分异构体数目。
有机物的一取代物数目的确定,实质上是看处于不同位置的氢原子数目。
可用“等效氢法”判断。
判断“等效氢”的三条原则是:(1)同一碳原子上的氢原子是等效的;如CH4中的4个氢原子等同。
(2)同一碳原子上所连的甲基是等效的;如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同。
(3)处于对称位置上的氢原子是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等同;乙烯分子中的4个H等同;苯分子中的6个氢等同;CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等同。
【典例导悟1】下列有机物一氯取代物的同分异构体数目相等的是()A.①和②B.②和③C.③和④D.①和④2.换位思考法将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。
如乙烷分子中共有6个H原子,若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子,而H原子看成Cl原子,其情况跟一氯代烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。
同理,二氯乙烷有两种结构,则四氯乙烷也有两种结构。
典例导悟2已知化学式为C12H12的物质其结构简式为CH3CH3,该环上的二溴代物有9种同分异构体,由此推断该环上的四溴代物的同分异构体数目有()A.4种B.9种C.12种D.6种3.基团位移法该方法比等效氢法更直观,该方法的特点是,对给定的有机物先将碳键展开,然后确定该有机物具有的基团并将该基团在碳链的不同位置进行移动,得到不同的有机物。
需要注意的是,移动基团时要避免重复。
此方法适合烯、炔、醇、醛、酮等的分析。
【典例导悟3】分子式为C5H10的链状烯烃,可能的结构有()A.3种B.4种C.5种D.6种4.基团连接法将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。
同分异构体数目的判断
1.等效氢法:烃的一取代物数目的确定,实质上是看处于不同位置的氢原子数目。
可用“等效氢法”判断。
2、轴线移动法:对于多个苯环并在一起的稠环芳烃,要确定两者是否为同分异构体,则可画一根轴线,再通过平移或翻转来判断是否互为同分异构体。
同分异构体数目的确定方法
1、等效氢法
烃的一取代物数目的确定,实质上是看处于不同位置的氢原子数目。
可用“等效氢法”判断。
判断“等效氢”的三条原则是:
① 同一碳原子上的氢原子是等效的;如甲烷中的4个氢原子等同。
② 同一碳原子上所连的甲基是等效的;如新戊烷中的4个甲基上的12个氢原子等同。
③ 处于对称位置上的氢原子是等效的;如乙烷中的6个氢原子等同,2,2,3,3—四甲基丁烷上的24个氢原子等同,苯环上的6个氢原子等同。
在确定同分异构体之前,要先找出对称面,判断等效氢,从而确定同分异构体数目。
2、轴线移动法
对于多个苯环并在一起的稠环芳烃,要确定两者是否为同分异构体,则可画一根轴线,再通过平移或翻转来判断是否互为同分异构体。
3、定一移二法
对于二元取代物的同分异构体的判断,可固定一个取代基位置,再移动另一取代基位置以确定同分异构体数目。
判断同分异构体的五种常用方法和有机分子结构的测定一、确定同分异构体数目的五种常用方法1.等效氢法在确定同分异构体之前,要先找出对称面,判断“等效氢”,从而确定同分异构体数目。
有机物的一取代物数目的确定,实质上是看处于不同位置的氢原子数目。
可用“等效氢法”判断。
判断“等效氢”的三条原则是:(1)同一碳原子上的氢原子是等效的;如CH4中的4个氢原子等同。
(2)同一碳原子上所连的甲基是等效的;如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等同。
(3)处于对称位置上的氢原子是等效的,如CH3CH3中的6个氢原子等同;乙烯分子中的4个H等同;苯分子中的6个氢等同;CH3C(CH3)2C(CH3)2CH3上的18个氢原子等同。
【典例导悟1】下列有机物一氯取代物的同分异构体数目相等的是()A.①和②B.②和③C.③和④D.①和④2.换位思考法将有机物分子中的不同原子或基团进行换位思考。
如乙烷分子中共有6个H 原子,若有一个氢原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一种结构,那么五氯乙烷有多少种?假设把五氯乙烷分子中的Cl看作H原子,而H原子看成Cl原子,其情况跟一氯代烷完全相同,故五氯乙烷也有一种结构。
同理,二氯乙烷有两种结构,则四氯乙烷也有两种结构。
典例导悟2已知化学式为C12H12的物质其结构简式为,该环上的二溴代物有9种同分异构体,由此推断该环上的四溴代物的同分异构体数目有()A.4种B.9种C.12种D.6种3.基团位移法该方法比等效氢法更直观,该方法的特点是,对给定的有机物先将碳键展开,然后确定该有机物具有的基团并将该基团在碳链的不同位置进行移动,得到不同的有机物。
需要注意的是,移动基团时要避免重复。
此方法适合烯、炔、醇、醛、酮等的分析。
【典例导悟3】分子式为C5H10的链状烯烃,可能的结构有()A.3种B.4种C.5种D.6种4.基团连接法将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构体数目可推断有机物的异构体数目。
高中化学:同分异构体数目判断四法同分异构体是指具有相同的分子式,但具有不同结构式的化合物。
下面介绍四种常见的同分异构体数目判断方法。
一、等效氢法要点:①同—C上的H是等效的;②同—C上所连的上的H是等效的;③同一分子中处于轴对称或中心对称位置上的H是等效的。
例1、化合物中,若两个H被一个和一个取代,则得到的同分异构体数目为()种。
解析:有两条对称轴即,所以有两种一氯代物即和,而这两种一氯代物都没有对称轴,所以从中再插入一个硝基各有7种,故共有14种。
二、不饱和度法不饱和度又称缺氢指数,即是将有机物分子与碳原子数相等的烷烃相比较,每减少2个氢原子,则有机物的不饱和度增加1,用表示。
若有机物为含氧化合物,因为氧为二价,C=O与C=C“等效”,所以在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子。
至于有机物分子中的卤素原子,可视为氢原子。
例2、化学式为,且遇溶液呈紫色的芳香族化合物的数目是()种。
解析:首先确定的不饱和度,由题中知其为芳香族化合物,而的不饱和度即为4,所以除苯环外,其他都是饱和的,即还有一个和一个,上连接一个和一个,有邻、间、对三种位置,故这类芳香族化合物的数目为3种。
三、优先组合法不同基团的连接组合方法:①定中心,连端基;②插桥梁基,定结构。
例3、已知某有机物的化学式为,结构中有2个,2个,1个,和1个,写出其可能的结构。
解析:首先定中心,连端基:即,再插入桥梁基,2个可分为两个和1个。
两个的插法有两种,即和;1个的插法有两种,即和。
四、换元法例4、已知二氯苯的同分异构体有3种,从而推断四氯苯的同分异构体有()种;一氯戊烷有8种同分异构体,则戊醇属于醇类的同分异构体有()种。
解析:苯只有1种等效氢共6个,从6个中选2个与从6个中选4个完全相同,所以二氯苯的同分异构体有3种,四氯苯的同分异构体也有3种。
同理:把一氯戊烷中的氯换成醇中的,即得戊醇属于醇类的同分异构体有8种。