考點38 有機化合物的結構和同分異構體的判斷
1.了解碳原子的成鍵特點和成鍵方式的多樣性,能以此認識有機物種類繁多的現象;
2.認識同系物、同分異構體,掌握同分異構體的書寫;
3.了解有機物結構的不同表達方式,學會有機物結構簡式的書寫。
一、有機化合物中c原子的成鍵特點:
⒈有機物中c原子的成鍵特點:
⑴每個c不但可與其它原子形成個共價鍵,而且c與c間也可成共價鍵;
⑵c原子間不僅可以形成c-c,還可以形成與
⑶多個c原子間可以形成長短不一的c鏈,c鏈中帶有支鏈;還可以結合成c環,
且c鏈與c環也可結合;
⑷原子種類、數目相同的分子,原子間有多種結合方式,可出現不同結構的分子,即存在
同分異構體。
有機物種類繁多主要是由和決定的。
2.有機物的組成與結構的表示方法:
⑴表示有機物組成的化學式:分子式、最簡式(實驗式)
⑵表示有機物結構的化學式:
電子式、結構式、結構簡式(示性式)、鍵線式(骨架式)
結構簡式:結構式的簡寫形式,省略部分或全部c-c、c-h後的式子,雙、三鍵不省。
鍵線式:省略ch元素符號,用「—」表示碳碳鍵,每個拐點或終點均表示乙個c原子,
其它元素符合和化學鍵不省的式子。
⑶表示有機物結構的模型:球棍模型、比例模型
3.常見有機物的組成、結構、雜化形式、空間構型:
二、有機物的同分異構現象:
⒈同分異構現象與同分異構體
⑴定義:
⑵存在:①無機物與無機物
②無機物與有機物
③有機物與有機物
⑶判斷:分子式相同,結構不同
⒉「五同」的比較:
同位素同素異形體
同系物同分異構體
同一物質(ch2cl2、h4sio4)
⒊同分異構體的類別:
⑴c鏈異構:
同種物質間由於主鏈碳原子數不同引起的異構現象。如正戊烷、異戊烷、新戊烷。
⑵官能團位置異構:
由於官能團在分子中的位置不同引起的異構現象。如是1-丙醇和 2-丙醇,鄰二甲苯、間二甲苯和對二甲苯等。
⑶官能團種類異構:
常見的官能團異構有:
①烯烴和環烷烴:通式為
②二烯烴和炔烴:通式為
③飽和一元醇和醚:通式為
④飽和一元醛、酮和烯醇:通式為
⑤飽和一元羧酸、酯和羥基醛:通式為
⑥芳香醇、芳香醚和酚:通式為
⑦硝基化合物和氨基酸:通式為
⑧葡萄糖和果糖:分子式為
⑨蔗糖和麥芽糖:分子式為
⒋同分異構體的書寫:
順序:先寫c鏈異構,再寫官能團位置異構,最後考慮其它官能團種類異構。
⑴烷烴:n<7的烷烴
⑵烯烴:c4h8
⑶烴的含氧衍生物:c5h12o
⒌其它異構:烯烴的順反異構、烷烴的手性異構
【例1】 ⑴由2個c原子、1個o原子、1個n原子和若干個h原子組成的共價化合物,h的原子數目最多為個,試寫出其中一例的結構簡式
⑵若某共價化合物分子只含有c、n、h三種元素,且以n(c)和n(n)分別表示c和n的原子數目,則h原子數目最多等於
⑶若某共價化合物分子中只含有c、n、o、h四種元素,且以n(c),n(n)和n(o)分別
表示c、n和o的原子數目,則h原子數目最多等於
答案:⑴7,ho—ch2—ch2—nh2 ⑵2n(c)+n(n)+2 ⑶2n(c)+n(n)+2
【例2】下列物質中,一定是同系物的是( )
a.c2h4和c4h8ch3cl和ch2cl2
c.c4h10和c7h16硬脂酸和油酸
解析:a.兩種物質雖然符合通式cnh2n,但c4h8可能單烯烴也可能為環烷烴,環烷烴和c2h4不可能為同系物.b.
雖然均為ch4的氯代物,但鹵素原子不同,且c數相同,故不是同系物 c.均屬烷烴,應為同系物 d.硬脂酸(c17h35cooh)、油酸(c17h33cooh)均含有-cooh,但油酸還含 c=c 。
官能團種類不同,不為同系物。
答案:c.
【例3】羥酸a(分子式為c5h10o2)可由醇b氧化而得,a與b可生成酯,符合此條件的酯可能有幾種o
解析:c5h10o2的羧酸組成c4h9c-oh,其中c4h9-的同分異構體有4種:
c-c-c-c-, c-c-c- , c-c-c-, c-c-,
醇b必須具有a的烴基結構,且-ch2oh在鏈端,故與a形成的酯也只有4種。
答案:4
【例4】為金剛烷的空間結構(碳架)
它的一氯代物、二氯代物各有幾種?
解析: 為說明清楚,先對碳編號.
從圖中可看出,分子內由c原子構成的
最小的環為6元環,這樣的環共有4個,且
4個環完全等同,整個分子結構中,1,3,5,
8號位碳等同,每個c上有1個h,2,6,7, 4,10,9號位c等同,每個c上有2個h.
由於只存在兩種不同位置的h,故一氯代物只有2種.
如何尋找二氯代物有幾種?
對兩種不同位置的h分類為a、b
a-a 1種
a-b 2種 6種
b-b 3種 (注意:b位上有2個h)
答案:2 、6
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