烷烃一取代物的同分异构体

烷烃同分异构体数目口诀烷烃是指沿着碳碳键链为C基组成的烃类分子，烷烃同分异构体指在具有相同碳链结构，相同碳链重量的情况下，由于键的分布方式不同，而表现出不同的化学性质，物理性质的同分异构体的总和就是烷烃同分异构体数目。

那么我们如何来计算烷烃同分异构体数目呢？“ 十 - 八” 口诀可以提供我们一个有用的参考，此口诀概括计算方法为：1. 如果烷烃的碳链上有 n 个碳原子，就有 n! 共n× ( n−1 ) × ( n−2 )×...×3×2×1 种构型2. 单路重复：程序从最后一个碳原子开始，将它沿着 clockwise方向折叠，折叠一次等于1个异构体，直到碳链回到原来的顺序，就产生一个环型构型3. 双螺旋重复：若有位靠近碳链起点 -ω和终点α上靠近的碳被折叠，继续从终点α开始，逆时针折叠碳链若干格，直到α与ω重合（落在同一位置），这种折叠产生的异构体等于碳链长度减一。

因此，计算烷烃同分异构体数目的口诀“ 十 - 八” 就用上述的方法便可以计算出。

例如，要计算 C6H12 的烷烃同分异构体数目，n=6，因此有6!= 6×5×4×3×2×1 =720 个烷烃同分异构体。

此外，同分异构体数量也可以使用“Hypothetical Geometric Isomers Formulae” 公式来计算，它将单路重复和双螺旋重复因子分开，当一个有多个构型时，分裂开组成的n组元素之和，即为同分异构体的总数 .当考虑环烷烃的时候，可以假设环状烷烃有两个 end--groups 和一个中心碳，以及其他碳中的基，因此可以转换为 n--alkane 的形式计算，例如 C6H12 -- Cyclohexane，则所得烷烃同分异构体数目为 n--alkane 中的 6！，即 720 个。

综上所述，烷烃同分异构体数目可以使用“ 十 - 八” 口诀或 HypotheticalGeometric Isomers Formulae 公式来计算，本文介绍了烷烃同分异构体数目的定义和计算方法，希望对你有所帮助。

常见有机物同分异构体的书写与数目判断1．常见烷烃的同分异构体甲烷、乙烷、丙烷无同分异构现象；丁烷的同分异构体有2种；戊烷的同分异构体有3种。

2．烷烃同分异构体的书写技巧(以C6H14为例)第一步：将分子中全部碳原子连成直链作为母链C—C—C—C—C—C第二步：从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种：不能连在①位和⑤位上，否则会使碳链变长，②位和④位等效，只能用一个，否则重复。

第三步：从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，两甲基的位置依次相邻、相同，此时碳骨架结构有两种：②位或③位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。

所以C6H14共有5种同分异构体。

3．烯烃同分异构体的书写以C4H8(含有一个碳碳双键)为例，具体步骤如下：(1)按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构：C—C—C—C、。

(2)根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加双键：、、。

(3)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子。

4．含苯环结构同分异构体的判断方法以C8H10为例书写苯的同系物的同分异构体①考虑苯环上烷基的同分异构(碳链异构)：，只有一种。

②考虑烷基在苯环上的位置异构(邻、间、对)：、、，共3种。

所以分子式为C8H10的同分异构体共有4种。

5．烃的一元取代物同分异构体数目的判断(1)等效氢法——一元取代物同分异构体的书写单官能团有机物分子可以看作烃分子中一个氢原子被其他的原子或官能团取代的产物，确定其同分异构体数目时，实质上是看处于不同位置的氢原子的数目，可用“等效氢法”判断。

判断“等效氢”的三原则是：①同一碳原子上的氢原子是等效的，如CH4中的4个氢原子等效。

②同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的，如C(CH3)4中的4个甲基上的12个氢原子等效。

【新教材】烷烃的同分异构体书写及取代物的种类【学习目标】1、掌握同分异构体的概念，会辨析“四同”2、会用“减碳法”正确书写常见烷烃的同分异构体，掌握烷烃取代物的找法 【主干知识梳理】一、同分异构体、同分异构现象 正丁烷和异丁烷物理性质的比较1(1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象 (2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体 (3)同分异构体特点①分子式相同，即：化学组成和相对分子质量相同 ②可以是同类物质，也可以是不同类物质 ③结构不同，性质可能相似也可能不同 ④同分异构体之间的转化是化学变化 【微点拨】①同分异构体要求分子式相同，但结构不同，二者缺一不可；分子式相同，则相对分子质量相等，但相对分子质量相等的物质，分子式不一定相同，如：CO 和C 2H 4②结构不同意味着同分异构体不一定是同类物质，如：CH 3CH 2CH===CH 2和③同分异构体的结构一定不同，因此它们的物理性质存在差异；如果同分异构体的结构相似，属于同类物质，则它们的化学性质相似；如果同分异构体是不同类别的物质，则它们的化学性质不同④烷烃中，甲烷、乙烷、丙烷不存在同分异构体，其他烷烃均存在同分异构体，且同分异构体的数目随碳原子数的增加而增多，如：丁烷有2种同分异构体、己烷有5种同分异构体、癸烷有75种同分异构体。

同分异构现象是有机物种类繁多的原因之一 2、化学“四同”的比较对象原子单质有机化合物无机化合物、有机化合物性质化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异化学性质相似，物理性质差异较大化学性质相似，熔沸点、密度规律性变化化学性质相似或不同，物理性质有差异【对点训练1】1、下列叙述正确的是()A．分子式相同，各元素含量也相同的物质是同种物质B．通式相同的不同物质一定属于同系物C．分子式相同的不同物质一定是同分异构体D．相对分子质量相同的不同物质一定是同分异构体二、烷烃同分异构体的书写方法——“减碳法” (烷烃只存在碳链异构，以C6H14为例)书写的步骤碳架式注意①将分子中所有碳原子连成直链作为主链C—C—C—C—C—C (a)②从主链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架有两种(b)(c)甲基不能连在①位和⑤位碳原子上，否则与原直链时相同；对于(b)中②位和④位碳原子等效，只能用一个，否则重复③从主链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即两个甲基)依次连在主链对称轴一侧的各个碳原子上，此时碳骨架结构有两种(d)(e)②位或③位碳原子上不能连乙基，否则主链上会有5个碳原子，则与(b)中结构重复(1)两注意：①选择碳原子数最多的碳链为主链；②找出对称轴(2)四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间(3)取代基不能连在末端，否则与原直链时相同(4)从母链上取上的碳原子数，不得多于母链所剩余的碳原子数【当堂训练】烷烃(C n H2n+2，只可能存在碳链异构)n=1n=2n=3n=4n=51、分子式为C7H16的烷烃中，在结构式中含有3个甲基的同分异构体数目是( )A．2个 B．3个 C．4个 D．5个2、分子式为C8H18，每个分子中含有4个甲基的烃的结构可能是( )A．5种 B．6种 C．7种 D． 8种三、烷烃烃基的找法、一卤代烃的找法和多卤代烃的找法1、烷烃烃基的找法2(1)同一个碳原子上连接的氢原子等效如：甲烷(CH4)分子中4个氢原子是等效的(2)同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效如：新戊烷()分子中四个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个H 原子是等效的(3)分子中处于对称位置上的氢原子是等效的如：分子中的18个氢原子是等效的3、烷烃一氯代物和多氯代物的找法(1)一元取代物的找法：烃分子中有多少中结构不同的氢原子，其一元取代物就有多少种同分异构体①根据烷基的种类确定一元取代物种类如：丁基(—C4H9)的结构有4种，戊基(—C5H11)的结构有8种，则C4H9Cl有4种，C5H11Cl有8种②等效氢法：有几种等效氢原子就有几种一元取代物1、某烃的一种同分异构只能生成1种一氯代物，该烃的分子式可以是( )A．C3H8 B．C4H10 C．C5H12 D．C6H142、某烃的一卤代物有四种不同沸点的产物，则烃可能是( )A．甲烷 B．C3H8 C．C4H10 D．2-甲基丙烷3、(多选)C6H14的各种同分异构体中，所含甲基数和它的一氯代物的数目与下列相符的是( )A．2个甲基，4种一氯代物 B．3个甲基，4种一氯代物C．3个甲基，5种一氯代物 D．4个甲基，4种一氯代物4、含碳原子个数为10或小于10的烷烃中，其一卤代烷烃不存在同分异构体的烷烃共有( )A．2种B．3种C．4种D．5种(2)多元取代物种类——分次定位法如：C3H8的二氯代物，先找一氯代物，再利用等效氢法，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子①二氯代物的找法：先找一氯代物，再用氯原子取代一氯代物上的氢原子CH2Cl2C2H4Cl2C3H6Cl2C4H8Cl21、某烃的相对分子质量为86，其结构中含有1个—CH2—和4个—CH3，则该烃的二氯代物有()A．5种 B．6种 C．7种 D．8种2、C4H10的二氯取代产物异构体数目为( )A．7种 B．8种 C．9种 D．10种②三氯代物的找法：先找二氯代物，再用氯原子取代二氯代物上的氢原子CHCl3C2H3Cl3C3H5Cl34如：乙烷分子中共有6个H原子，若有一个H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原子转换为H原子，而H原子转换为Cl原子，其情况跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一种结构。

烷烃同分异构体的书写方法
首先，我们需要了解烷烃的命名规则。

烷烃的命名是根据碳原子数目来进行的，以“烷”作为后缀，如甲烷、乙烷、丙烷等。

在书写烷烃同分异构体的结构式时，首先需要确定碳原子数目，然后按照碳原子的连接方式进行排列。

其次，对于同一种烷烃分子式的同分异构体，我们需要根据碳原子的连接方式
来确定其结构式。

例如，对于分子式为C4H10的烷烃，可以存在两种同分异构体，正丁烷和异丁烷。

在书写结构式时，需要明确每个碳原子之间的连接方式，以及氢原子的位置。

在书写烷烃同分异构体的结构式时，需要注意以下几点：
1. 确定碳原子数目，按照碳原子的连接方式进行排列；
2. 使用直线表示碳原子的连接，每个碳原子连接四个键，氢原子连接在碳原子
的空位上；
3. 确保结构式的简洁明了，避免出现混乱的连接方式或重复的结构单元。

在实际书写过程中，可以通过化学软件或手工绘制的方式来完成烷烃同分异构
体的结构式。

化学软件通常提供了丰富的结构式绘制功能，能够快速准确地完成烷烃同分异构体的结构式书写，同时也可以进行结构式的编辑和调整。

总之，正确书写烷烃同分异构体的结构式对于化学研究和实验具有重要意义。

通过掌握烷烃的命名规则和结构式书写方法，可以准确地表示烷烃分子的结构特征，为化学实验和理论研究提供准确的参考。

希望本文所介绍的烷烃同分异构体的书写方法能够对您有所帮助。