有机物同分异构体的书写(学生版)
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3分钟掌握有机化合物同分异构体的书写方法!多种多样的“辛酸”……辛酸:可以指辣味和酸味;也可以用来比喻悲伤和痛苦。
而在有机化学中,辛酸是一种有机化合物,分子式为C8H16O2。
(满脸辛酸)在有机化学中,同分异构体即是分子式相同但构造不同的有机化合物。
有机化合物同分异构体的表现形式有三种:碳骨架异构、官能团位置异构、官能团类型异构。
辛酸作为一个分子中含有8个碳原子的有机化合物,其同分异构体的数目也是多种多样的,今天让我们先来盘点一下辛酸的碳骨架异构体有多少种吧!对于链状有机化合物同分异构体的书写,我们可以遵循以下原则:主链从长到短,支链由整到散,位置由边到心,排布由邻到间。
①主链最长的辛酸:(1种)②写出主链第二长的辛酸,遵循支链位置由边到心的原则:(5种)③写出主链第三长的辛酸,遵循支链由整到散,位置由边到心,排布由邻到间的原则:(13种)④写出主链第四长的辛酸,支链由整到散,位置由边到心,排布由邻到间:(6种)⑤写出主链第五长的辛酸:(1种)所以,辛酸的碳骨架异构体一共有26种。
(啊!躺平了,不学了!)在书写有机化合物同分异构体的时候,一定要有条理性,按照固定的步骤去书写其同分异构体,只有这样才可以减少漏写、错写、重复等错误的出现!同学们在日常的学习过程中可以根据自己的习惯形成自己的书写步骤,并在做题实践中不断运用,熟能生巧。
这样才能使自己得到提高!(我没事我还能学)下面给大家具体介绍一下有机化合物同分异构体的书写方法吧!在书写同分异构体时要注意不重复、不遗漏,书写时要有一定的原则和顺序。
(1)碳骨架异构碳骨架异构是由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象。
烷烃只存在碳骨架异构现象,书写时应注意全面而不重复,一般采用“减碳法”,先写出所有原子在一条碳链上的结构简式,再减去一个碳原子作为一个甲基取代不同的氢原子,再减去两个碳原子作为一个乙基或两个甲基取代不同的氢原子,以此类推。
(2)官能团位置异构官能团的位置异构是由官能团(如碳碳双键、碳碳三键等)位置不同引起的异构现象。
同分异构体的书写及判断方法一. 书写同分异构体的一个大体策略1.判类别:据有机物的分子组成判定其可能的类别异构(一般用通式判断)。
2.写碳链:据有机物的类别异构写出各类异构的可能的碳链异构。
一般采用“减链法”,可归纳为:写直链,一线串;取代基,挂中间;一边排,不到端;多碳时,整到散。
即①写出最长碳链,②依次写出少一个碳原子的碳链,余下的碳原子作为取代基,找出中心对称线,先把取代基挂主链的中心碳,依次外推,但到结尾距离应比支链长,③多个碳作取代基时,先做一个,再做两个、多个,仍然本着由整大到散的准则。
3.移官位:一般是先写出不带官能团的烃的同分异构体,然后在各余碳链上依次移动官能团的位置,有两个或两个以上的官能团时,先上一个官能团,依次上第二个官能团,依次类推。
4.氢饱和:按“碳四键”的原理,碳原子剩余的价键用氢原子去饱和,就可得所有同分异构体的结构简式。
按“类别异构—碳链异构—官能团或取代基位置异构”的顺序有序列举的同时要充分利用“对称性”防漏剔增。
二.肯定同分异构体的二个大体技能1.转换技能——适于已知某物质某种取代物异构体数来肯定其另一种取代物的种数。
此类题目重在分析结构,找清关系即找出取代氢原子数与取代基团的关系,没必要写出异构体即得另一种异构体数。
2.对称技能—--适于已知有机物结构简式,肯定取代产物的同分异构体种数,判断有机物发生取代反映后,能形成几种同分异构体的规律。
可通过度析有几种不等效氢原子来得出结论。
①同一碳原子上的氢原子是等效的。
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面镜成像时,物与像的关系)。
三. 书写或判断同分异构体的大体方式1.有序分析法例题1 主链上有4个碳原子的某烷烃,有两种同分异构体,含有相同碳原子数且主链上也有4个碳原子的单烯烃的同分异构体有A.2种 B.3种 C.4种 D。
5种解析:按照烷烃同分异构体的书写方式可推断,主链上有4个碳原子的烷烃及其同分异构体数别离为:一个甲基(1种);两个甲基(2种);三个甲基(1种);四个甲基(1种)。
有机物同分异构体结构简式的书写方法有机物是生物、有机化学和材料科学等多个学科的重要研究内容,同分异构体是有机物的一种组成,也是有机物结构系统的重要组成部分。
有机物同分异构体结构简式的书写方法是有机物结构系统研究方面重要内容,也是其他学科研究有机物内容时离不开的重要知识。
有机物同分异构体结构简式的书写是指在一定的空间结构环境中,根据有机物的结构特征,将有机物结构大体分为碳链和氢原子,根据它们的布置,将苯环与芳香环上的碳原子及其共价键的边界标记出来,并用符号表示出来,这就是有机物同分异构体结构简式的书写方法。
在书写有机物同分异构体结构简式时,要了解有机物结构特征。
通常情况下,都是由共价键来维持有机物的空间结构,而共价键由两个原子之间的共享电子对组成,共价键可以是单键、双键或三键。
有机物同分异构体结构简式书写一般都会使用线型结构简式法,即用箭头表示共价键,用符号表示碳原子,用数字和字母表示其他原子,用括号表示芳香环或其他环状结构,而当共价键在芳香环外时,可以用虚线来表示。
有机物同分异构体的书写方法还可以根据不同的结构特征来确定。
如果有机物的碳链结构中含有羟基,则可以用“OH”表示;若有机物的碳链结构中含有硫原子,则可以用“S”表示;若有机物的碳链结构中含有氮原子,则可以用“N”表示;而若有机物的碳链结构同时含有氢原子和氧原子,则可以用“H-O”表示。
此外,有机物同分异构体结构简式的书写方法还包括能够记录有机物结构有关信息的三视图方法,这一方法在解释有机物结构特征时十分有用,同时,也可以通过该方法推断有机物同分异构体的分子结构。
根据结构特征,结构式可以分为空间结构式、碳链结构式和表示结构的全集结构式等三类,其中,空间结构式最为完整,但也最为复杂;而碳链结构式更加容易懂,也可以更好的表达有机物结构的特征。
有机物同分异构体结构简式的书写方法是有机物结构系统研究方面十分重要的基本知识,同时也是教学中最基本的知识。
同分异构体的书写及数目判断技巧总结1.同分异构体的书写规律(1)烷烃: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。
例:(以C4H10O为例且只写出骨架与官能团)①碳链异构⇒C—C—C—C、②位置异构⇒③官能团异构⇒C—O—C—C—C、、C—C—O—C—C(3)芳香族化合物:两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。
(4)限定条件同分异构体的书写解答这类题目时,要注意分析限定条件的含义,弄清楚在限定条件下可以确定什么,一般都是根据官能团的特征反应限定官能团的种类、根据等效氢原子的种类限定对称性(如苯环上的一取代物的种数、核磁共振氢谱中峰的个数等),再针对已知结构中的可变因素书写各种符合要求的同分异构体。
2.同分异构体数目的判断方法(1)记忆法:记住一些常见有机物同分异构体数目,如①凡只含一个碳原子的分子均无异构体;②乙烷、丙烷、乙烯、乙炔无异构体;③4个碳原子的烷烃有2种异构体,5个碳原子的烷烃有3种异构体,6个碳原子的烷烃有5种异构体。
(2)基元法:如丁基有4种,则丁醇、戊醛、戊酸都有4种同分异构体。
(3)替代法:如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体,四氯苯也有3种同分异构体(将H和Cl互换);又如CH4的一氯代物只有1种,新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。
(4)等效氢法:等效氢法是判断同分异构体数目的重要方法,其规律有:①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③位于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
典例分析1.与F()官能团的种类和数目完全相同的同分异构体有________种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为1∶2∶3∶4的是________________(写结构简式)。
答案8解析F中含有2个羧基,与F官能团种类和数目完全相同的同分异构体有,共8种。
高三化学书写有机物同分异构体的常用方法一. 取代法该法的实质是将同分异构体看作是由官能团取代烃中的不同氢而形成的,书写时首先写出有机物的碳链结构,然后利用“等效氢”规律判断可以被取代的氢的种类,一般有几种等效氢就有几种取代位置,就有几种同分异构体。
该法适合于卤代烃、醇、醛和羧酸等有机物同分异构体的书写。
等效氢规律是:同一碳上的氢是等效的;同一碳上所连的甲基上的氢是等效的;处于镜面对称位置上的氢是等效的。
例1. 写出分子式为C5H11OH的醇的同分异构体解析:(1)先不考虑羟基,写出的同分异构体,共有三种碳链结构(H已省略)(2)利用等效氢规律,判断各种碳链结构中可被取代的氢的种数(序号相同的是等效氢)(3)用?OH取代不同种H,得到醇的各种同分异构体。
(略)二. 插入法该法适合于酯、醚、酮、烯、炔等官能团镶在碳链中的有机物同分异构体的书写。
方法是:先将官能团拿出,然后写出剩余部分的碳链结构,再利用对称规律找出可插入官能团的位置,将官能团插入。
注意,对称位置不可重复插入。
例2. 写出分子式为C5H10O2属于酯的同分异构体O| 解析:(1)将酯键?C?O?拿出后,剩余部分有两种碳链结构:O| (2)利用对称规律可判断出各种碳链结构中可插入位置。
如上注意?C?O?不仅可插在C?C键间,也可插在C?H键间形成甲酸酯。
O| (3)将?C?O?插入。
注意,酯键在C?C键间插入时可正反插入,但对称结构处将重复,例如:中①位置就是对称点,正反插时重复:O| C?C?C?O?C?C,O| C?C?O?C?C?C,而在②位正反插入时,得两种酯。
OO|| (4)将?C?O?插在C?H键间时,只能是?C?O?中C连H,不可O接H,否O|则成酸,如,C?C?C?C?C?OH是酸,而C?C?C?C?O?CH是甲酸丁酯。
|O三. 基团组装法有的题是给出组成有机物的各种基团,要求按题意推出有机物的可能结构种类或结构简式,这类题用基团组装法解较简便。
同分异构体的书写同分异构体的书写在高中有机化学部分是个难点,但是我们做好基本训练,掌握常见有机物同分异构体的书写,在考试时也能拿高分或满分。
熟悉产生同分异构体的常见原因,有助于我们正确书写同分异构体。
1碳链异构(正戊烷、异戊烷、新戊烷),2位置异构【官能团位置异构(1-丙醇和2-丙醇)和支链位置异构(2-甲基戊烷和3-甲基戊烷)】,3官能团类别异构(乙醇和二甲醚)一写出(C7H16)属于烷烃的各种同分异构体并命名。
(9种)二写出(C4H8)属于烯烃的各种同分异构体并命名。
(3种)三写出(C4H6)属于炔烃的各种同分异构体。
(2种)四写出(C5H12O)属于醇的各种同分异构体。
(8种)五写出(C5H10O)属于醛的各种同分异构体(4种)六写出(C5H10O2)属于羧酸的各种同分异构体(4种)七写出(C8H8O2)属于芳香酯的各种同分异构体(6种)八分子式为C5H10O2,既能发生银镜反应,又能发生消去反应的有机物共有多少种( )A 9B 10C 11D 12九写出萘的二氯代物的各种同分异构体共有()种。
一硝基一氯萘共有()种结构。
等效平衡问题一、概念在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(包括完全等效)。
二、等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种:I类:在恒温、恒容下,对于化学反应aA(g)+bB (g)dD (g)+eE (g),若 a+b≠d+e,如果前后两次加入的反应物物质的量相当,则前后两次平衡完全等效。
即等量等效,属于完全等效。
如何理解物质的量相当,即amolA+ bmolB <=> dmolD+emolE <=>a/2molA+ b/2molB+d/2molD+e/2molE<=>a/3molA+ b/3molB+2d/3molD+2e/3molE。
有机物同分异构体的书写学生版练习
有机物具有相同分子式,但由于分子中原子的连接方式不同,具有不同的结构的现象称为同分异构现象。
具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
同分异构体可以是同类物质,也可以是不同类物质,因此同分异构体的类型有三类:________________、___________________、________________________,下面按照这种思维顺序考虑,总结有机物同分异构体的书写,以避免漏写或重写。
一、碳链异构、官能团位置异构(同类物质)
(一)、烷烃同分异构体的书写
烷烃、环烷烃只存在________________异构,烷烃的同分异构体的书写一般遵循以下原则:
(1)先书写主链最长的烷烃。
(2)然后书写减少一个碳原子的主链,再将减少的碳原子作为支链,连接位置由边到对称中心。
(3)再逐渐减少主链的碳原子(一般情况下支链碳原子总数不多于主链碳原子总数),将减少的碳原子作为支链,支链由整体到分散,连接位置由同一碳原子到不同碳原子;支链的连接不能改变链长,以免重复。
例1:写出C6H14的同分异构体
(1)最长主链的烷烃:_________________________________________________
(2)主链为五个碳:____________________________________________________
(3)主链为四个碳:______________________________________________________
思考:C6H14有_______________________种等效氢
(二)、烯烃、炔烃同分异构体的书写
烯烃、炔烃存在____________、____________________异构。
烯、炔烃的同分异构体的书写和烷烃的书写原则类似,只是主链相同时存在官能团位置不同。
例2:写出C5H10属于烯烃的同分异构体
(三)、卤代烃、醇的同分异构体的书写
卤代烃、醇从结构上看,可以看成烃中的氢原子分别被卤素、羟基取代,存在________、____________________异构。
卤代烃、醇的同分异构体的书写一般遵循以下原则:
(1)一卤代烃、一元醇的同分异构体书写可以先写对应烃,再取代相应烃中不同种类等效氢。
(同一种碳原子上的氢原子是等效的;同一碳原子所连甲基上的氢原子等效;处于对称位置的氢原子等效)
例3:写出C4H9Cl或C4H9OH的同分异构体
第一步------对应烃:C4H10同分异构体为:_______________________________________
第二步------数等效氢=同分异构数目
等效氢_________种,故C4H9Cl或C4H9OH的同分异构体有_____________种。
(2)多卤代烃、多元醇的异构体的书写:对于比较简单烃的多卤、多羟基可以同时取代;对于比较复杂的可以先一卤、一羟基取代,再在一卤代烃、一元醇的基础上逐一进行取代。
但多羟基一般不能取代同一碳上氢(不稳定)。
例4:C3H6Cl2和萘的二氯取代同分异构体
解:C3H6Cl2可以看做烃____________的二氯取代,双官能团选取“定一动一”的原则,即第一步“定一”写出C3H7Cl的同分异构:______________,_____________;第二步“动一”得C3H6Cl2的同分异构________________、_______________、____________、__________。
【类型练习】判断C4H8Cl2的同分异构体数目(无需将每种写出来)
例5:对于萘的二氯取代可以先进行一氯取代有_________种,当萘的一号位被氯取代后,剩余的氢都不等效,有________________种异构体。
当2号位被取代后其余氢也不等效,但原来的1号位不能再取代,以免重复,有_________________种。
例6:C6H14O2(1mol该物质可以与Na产生1mol氢气)同分异构有____________种。
例7:C6H10O2(1mol该物质可以发生银镜反应,产生4molAg)同分异构有________种。
例8:C6H10O4(1mol该物质可以与NaHCO3反应产生2molCO2)同分异构有_______种。
(四)、醛、酸同分异构体的书写
醛、酸的官能团总在链端,醛、酸同分异构体没有官能团的位置异构,只有碳链异构。
醛、酸同分异构体的书写一般遵循以下的原则:(1)将官能团从分子式中提取出来。
例如C5H10O2=C4H9-COOH。
(2)烷烃基对应的烷烃有几种等效氢,就有几种同分异构。
C4H10有四种等效氢,所以C5H10O2有四种羧酸同分异构。
例9:分别写C4H8O、C4H8O2属于醛、酸的同分异构体
(五)、酯的分异构体的书写
酯(RCOOR’)的官能团可以把酯基当做两个官能团,一个碳氧双键,一个插在碳碳单键与碳氧双键相邻的氧原子。
用定一动一的原则去思考。
例10:写出C5H10O2酯的同分异构体
例11:写出C8H8O2属于芳香酯的同分异构体
(六)双(多)官能团化合物同分异构体的书写:
双(多)官能团化合物同分异构体的书写一般是选择一种官能团作为母体化合物(一般选择官能团在链端或在链中为母体化合物),另一(剩余)官能团作为取代基。
也就是定一动一的原则。
例7:写出C4H8O2含有羟基和醛基的同分异构体
二、官能团异构(不同类物质)
第一步:根据分子式计算不饱和度。
第二步:根据不饱和度判断物质所可能含有的官能团类别。
例8:写出C4H8O2常见的同分异构体。
三、限定条件的同分异构体的书写
限定条件的同分异构体只是所有异构体的一部分,只要我们抓住限定条件按照有序的思维写出符合题意的异构体即可。
例9:写出属于芳香族化合物(不含其它环状结构)且分子内含“
”结构的同分异构体。
【对点练习】
1.某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,此烃的分子式可能是
A.CH4
B.C3H8
C.C4H10
D.C5H12
2.某芳香族化合物A分子式为C7H6O2,溶于NaHCO3水溶液,将此溶液加热,能用石蕊试纸检验出有酸性气体产生。
(1)写出化合物A的结构简式。
(2)A有几个属于芳香族化合物的同分异构体,写出它们的结构简式。
3.芬必得是一种高效的消炎药,其主要成分为布洛芬,它有多种合成路线,其中一种合成方法的主要原料A的结构简式为:,写出与A具有相同的分子式,且
苯环上只有一个取代基的有机物共有四种,写出除A外的其余三种结构简式:、、
4.某有机物化合物A含碳77.8%,氢为7.40,其余含氧,A的相对分子质量为甲烷的6.75倍。
(1)确定有机物的分子式。
(2)据此确定该有机物含有苯环的所有可能的结构简式。