构造异构现象

有机化合物的同分异构构造异构是指分子式相同，而分子中原子相互连接的次序不同的一种异构现象，包括碳胳异构、位置异构和官能团异构。

构造相同，但分子中原子在空间的排列方式不同引起的异构现象称为立体异构（stereoisomerism ）。

分子中原子在空间的不同排列方式形成了不同的构型或构象，所以立体异构又分为构型异构与构象异构。

例如顺-2-丁烯与反-2-丁烯这种顺反异构即属于构型异构，丁烷的不同构象和环已烷的不同构象都属于构象异构 构型异构不仅包括顺、反异构，对映异构也属于构型异构，对映异构的分子式相同，构造也相同，只是构型不同。

现在可以把异构现象归纳为：顺反异构由于双键不能自由旋转，所以当两个双键碳原子各连有两个不同的原子或基团时，可能产生两种不同的空间排列方式。

例如2-丁烯：(I) 顺-2-丁烯 (II) 反-2-丁烯（沸点3.7 ℃） （沸点0.88 ℃）两个相同基团（如I 和 II 中的两个甲基或两个氢原子）在双键同一侧的称为顺式，在异侧的称为反式。

这种由于分子中的原子或基团在空间的排布方式不同而产生的同分异构现象，称为顺反异构，也称几何异构。

通常，分子中原子或基团在空间的排布方式称为构型，因此顺反异构也是构型异构，它是立体异构中的一种。

需要指出的是，并不是所有的烯烃都有顺反异构现象。

产生顺反异构的条件是除了σ键的旋转受阻外（双键或环），还要求两个双键碳原子上分别连接有不同的原子或基团。

也就是说，当双键的任何一个碳原子上连接的两个原子或基团相同时，就不存在顺反异构现象了。

例如，下列化合物就没有顺反异构体。

构象异构同分异构构型异构顺反异构对映异构立体异构构造异构碳架异构官能团异构位置异构互变异构C=CCH 3CH 3H HHHCH 3CH 3C=CC=C C=C aa a bbca a当与双键相连的两个碳原子上连有相同的原子或基团时，例如上面的(I)和(II)，可采用顺反命名法。

两个相同原子或基团处于双键同一侧的，称为顺式，反之称为反式。

同分异构现象的分类同分异构现象是指在化学反应中，由于反应物的结构不同而导致产物的结构也不同的现象。

根据不同的原因，同分异构现象可以分为构造异构现象、空间异构现象和立体异构现象三种类型。

构造异构现象是指分子式相同但结构不同的同分异构体。

这种现象是由于原子在分子中的连接方式不同所导致的。

例如，乙醇和乙醚就是一对构造异构体。

乙醇的分子式为C2H6O，它由一个碳原子、一个氧原子和六个氢原子组成，其中碳原子与氧原子之间通过单键连接。

而乙醚的分子式也是C2H6O，但它由一个碳原子、两个氧原子和六个氢原子组成，其中碳原子与两个氧原子之间通过一个氧原子上的双键连接。

这两种化合物在物理性质和化学性质上都有明显的差异，如乙醇具有独特的酒精味和溶解性，而乙醚则具有特殊的麻醉作用。

空间异构现象是指分子式和结构相同但空间构型不同的同分异构体。

这种现象是由于分子在空间中的排列方式不同所导致的。

例如，左旋和右旋的丙氨酸就是一对空间异构体。

它们的分子式都是C3H7NO2，结构上只有一个手性碳原子，但它们的空间构型不同。

左旋丙氨酸的空间构型是左旋的，而右旋丙氨酸的空间构型是右旋的。

这两种异构体在生物活性和药理学上有着明显的差异，如左旋丙氨酸是人体必需氨基酸的一种，而右旋丙氨酸则具有放射性和毒性。

立体异构现象是指分子式和结构相同但立体构型不同的同分异构体。

这种现象是由于分子中的键的旋转或翻转所导致的。

例如，顺丁烯和反丁烯就是一对立体异构体。

它们的分子式都是C4H8，结构上都是由四个碳原子和八个氢原子组成，但它们的立体构型不同。

顺丁烯的碳链是直线型的，而反丁烯的碳链则是呈现折叠状。

这两种异构体在物理性质和化学性质上也有着明显的差异，如顺丁烯具有较高的沸点和熔点，而反丁烯则具有较低的沸点和熔点。

同分异构现象不仅在有机化学中广泛存在，也在无机化学和生物化学中有所体现。

在有机化学中，同分异构现象使得我们能够合成不同性质的化合物，从而拓宽了化学的应用领域。

有机化学中的同分异构同分异构体包括构造异构体与立体异构体而构造异构体中包括碳架异构、位置异构、官能团异构。

立体异构又包括构象异构与构型异构。

(一)立体异构一、构象异构1、定义由于高分子链的构象不同所造成的异构体,又称内旋转异构体。

注:(1)小分子的稳定构象数=3^(n-3) (n为分子中单键碳原子数目,n>2)(2)高分子的可实现构象数远小于3^(n-3),但一个高分子的可实现构象数远多于一个小分子的稳定构象数(因高分子的n值很大)。

2、构象与构型的主要区别(1)、从起因方面瞧,构象就是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式;构型就是由化学键所固定的原子空间排列方式。

(2)、从改变方面瞧,构象发生改变时不虚破坏化学键,所需能量较少(有时分子的热运动就足够),较易于改变;而构型发生改变时需要破坏化学键,所需能量较大,不轻易改变。

(3)、从分离方面瞧,不同的构象不能用化学的方法分离,而不同构型可以用化学的方法分离。

(4)、从数目方面瞧,稳定构象数只具有统计性,且稳定构象数远多于有规构型数;而有规立构的构型数目可数。

3、晶体中的高分子链构象晶体中的分子链构象有螺旋形构象、平面锯齿形构象等。

(1)、两个原子或基团之间距离小于范德华半径之与时,将产生排斥作用。

(2)、分子链在晶体中的构象,取决于分子链上所带基团的相互排斥或吸引作用的情况。

(3)、有规立构高分子链在形成晶体时,在条件许可下总就是尽量形成时能最低的构象形式。

(4)、基本结构单元中含有两个主链原子的等规聚合物,大多倾向于形成螺旋体构象。

(5)、若存在分子内氢键,将影响分子链的构象。

4、溶液中的高分子链构象(1)、高分子溶液中,除了刚性很大的棒状分子之外,柔性分子链大多都呈无规线团状。

(2)、当呈螺旋形构象的高聚物晶体溶解时,可由棒状螺旋变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。

二、构型异构构型异构:就是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。

构造异构体构造异构体是旋光异构体。

1.异构体分类异构体分为以下三类：1、碳链异构：由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象。

2、官能团位置异构：由于官能团的位置不同而引起的异构现象。

3、官能团异类异构：由于官能团的不同而引起的异构现象。

化学上同分异构现象是指具有相同化学式，有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。

化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。

立体异构体（stereoisomerism），根据IUPAC 金色书的定义是指具有相同原子连接顺序，但原子在空间排列不相同的同分异构体。

这种异构现象称为立体异构。

具有不同光学性质的立体异构体又称光学异构体，光学异构”以前将立体异构划分为几何异构、旋光异构和构象异构三类，但目前较好的分类是将其分为对映异构和非对映异构两类，其中非对映异构又包括顺反异构（即几何异构）和构象异构。

2.构造异构与构型异构是什么？构造异构有这几种⒈碳链异构：异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。

正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构：异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。

又可分为官能团位置异构和取代基位置异构。

⑴官能团位置异构是因官能团取代不同类型的氢而引起的。

1-丁烯CH2=CHCH2CH3和2-丁烯CH3CH=CHCH3 ⑵取代基位置异构是取代基取代不对称环上不同类型的氢而引起的。

1-甲萘和2-甲萘⒊官能团异构是异构体的分子式相同而分子中的官能团不同的现象。

乙醇CH3CH2OH 和甲醚CH3OCH3的分子式都是C2，但官能团不同。

3.构造异构包括什么？构造异构可分为以下3类：异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。

正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构：异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。