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文檔簡介
專題講座(十一)同分異構(gòu)體的書寫與數(shù)目判斷
目錄
第一部分:網(wǎng)絡構(gòu)建(總覽全局)
第二部分:知識點精準記憶
第三部分:典型例題剖析
高頻考點1考查同分異構(gòu)體的辨識
高頻考點2考查有機物同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷
高頻考點3考查限定條件的同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目的判斷
正文
第一部分:網(wǎng)絡構(gòu)建(總覽全局)
分
同異
現(xiàn)
構(gòu)象
分
的類
烷姓異構(gòu)體書寫一降前去
烯煌同分異構(gòu)體
、煌的含氧衍生物
位置異構(gòu)\同分異構(gòu)體
同分異構(gòu)同分異構(gòu)體
施團"J體的書寫的書寫與數(shù)
步驟目判斷
軸”,再”定一
-----------------------兩個取快
先確定好"對稱軸",^^^222222^
再.■漏
-----------------------------三個取代基/
第二部分:知識點精準記憶
知識點一、同分異構(gòu)現(xiàn)象的分類
1、無機物與無機物間的異構(gòu)現(xiàn)象
(1)氟酸(H-O—C三N)與異氟酸(俗名雷酸,其結(jié)構(gòu)為H—N=C=O)以及同一金屬的氟酸鹽與異氟
酸(雷酸)鹽如氟酸銀與雷酸銀互為同分異構(gòu)體。
(2)二氯二氨合柏[Pt(NH3)2C12]有兩種構(gòu)造異構(gòu)體,順粕異構(gòu)體具有抗癌活性,反柏異構(gòu)體沒有抗癌活性:
順式反式
2、無機物和有機物間的異構(gòu)現(xiàn)象
無機物氟酸鏤[NH4CNO]與有機物尿素[CO(NH2)2]互為同分異構(gòu)體。
3、有機物與有機物間的異構(gòu)現(xiàn)象——中學階段涉及的常見有機同分異構(gòu)體:
1)碳鏈異構(gòu):是指具有相同的分子式,但碳原子在分子中的排列方式不同而產(chǎn)生的異構(gòu)。
2)位置(官能團位置)異構(gòu):具有相同分子式但取代基或官能團在分子的碳鏈或碳環(huán)上的位置不同而產(chǎn)生的
異構(gòu)稱為位置異構(gòu)。
3)類別異構(gòu)(又稱官能團異構(gòu)):類別異構(gòu)的常見情況有:
(1)CnH2n:(應3)烯煌和環(huán)烷煌;
(2)CnH2n-2:(G3)二烯煌和煥煌;
(3)CnH2n+2。:(應2)飽和一元醇和飽和一元酸;
(4)CnH2nO:(吟2)飽和一元醛、烯醇和環(huán)氧烷;(R3)飽和一元酮;
(5)CnH2no2:(吟2)飽和一元竣酸、飽和一元竣酸飽和一元醇酯、羥基醛;
(6)CnH2nTQ2N:(吟2)氨基酸、硝基化合物;
(7)CnH2n-6O:(吟7)酚、芳香醇和芳香酸。
(8)C6Hl2。6:葡萄糖和果糖;
(9)C11H22O11:蔗糖和麥芽糖;
注:巧用不飽和度記住常見有機物的官能團異構(gòu)
1)不飽和度
(1)概念:不飽和度又稱缺氫指數(shù),即有機物分子中的氫原子與和它碳原子數(shù)相等的鏈狀烷煌相比較,每減
少2個氫原子,則有機物的不飽和度增加1,用Q表示
(2)有機化合物(CxHyOz)分子不飽和度的計算公式為:o=生止2
2
【微點撥】在計算不飽和度時,若有機化合物分子中含有鹵素原子,可將其視為氫原子;若含有氧原子,
則不予考慮;若含有氮原子,就在氫原子總數(shù)中減去氮原子數(shù)
(3)幾種常見結(jié)構(gòu)的不飽和度
官能團或結(jié)構(gòu)c=cc=o環(huán)c=c苯環(huán)
不飽和度11124
2)常見有機物的官能團異構(gòu)
通式不飽和度常見類別異構(gòu)體
C〃H2"+20無類別異構(gòu)體
C〃H2〃1單烯燒、環(huán)烷煌
C〃H2〃-22單烘燒、二烯燒、環(huán)烯燒、二環(huán)境
C“H2/7+2。0飽和一元醇、飽和一元酸
CEO1飽和一元醛、飽和一元酮、烯醇、烯酸、環(huán)醇、環(huán)醛
C〃H2〃C)21飽和一元竣酸、飽和一元酯、羥醛、羥酮
CzHzn+iChN1氨基酸、硝基烷
4)順反異構(gòu):含有雙鍵(如/J。、,,-N=N-等)的化合物存在順反異構(gòu)。
知識點二、同分異構(gòu)體的書寫步驟
1.烷煌只存在碳架異構(gòu),一般可采用“降碳對稱法”進行書寫,具體步驟如下(以C6H14為例):
(1)確定碳架
①先寫直鏈:C—C—C—C—C—Co
②減少一個碳原子,將其作為支鏈,由中間向一端移動:
c—c—c—C—C
I
C、。
③減少2個碳原子,將其作為一個或兩個支鏈并移動位置;2個支鏈時,可先連在同一個碳上,再連在相鄰、
相間的碳原子上。
C
——
C-C-C
—
C-——I
CCC
、
從主鏈上取下來的碳原子數(shù),不能多于主鏈所剩部分的碳原子數(shù)。
(2)補寫氫原子:根據(jù)碳原子形成4個共價鍵,補寫各碳原子所結(jié)合的氫原子。
則C6H14共有5種同分異構(gòu)體。
2.烯煌同分異構(gòu)體的書寫(限單烯煌范圍內(nèi))
書寫方法:先鏈后位,即先寫出可能的碳鏈方式,再加上含有的官能團位置。下面以C4H8為例說明。
C
I
(1)碳架異構(gòu):c—c—c—c、c—c—Co
①②③
c—c-^c—C、c—c—C
(2)位置異構(gòu):用箭頭表示雙鍵的位置,即c。
故C4H8在單烯煌范圍內(nèi)的同分異構(gòu)體共有3種。
3.燃的含氧衍生物同分異構(gòu)體的書寫
書寫方法:一般按碳架異構(gòu)一位置異構(gòu)一官能團異構(gòu)的順序來書寫。下面以C5H12。為例說明。
(1)碳架異構(gòu):5個碳原子的碳鏈有3種連接方式。
C—C—C
C——C——C——C——C
(2)位置異構(gòu):對于醇類,在碳鏈各碳原子上連接羥基,用“廠表示連接的不同位置。
①②③④⑤⑥⑦⑧c
IiiIlli*I
c—c—c—c—cc—c—c—cc—c—c
II
cc
(3)官能團異構(gòu):通式為C”H2“+2。的有機物在中學階段只能是醇或酸,對于醛類,位置異構(gòu)是因氧元素的位
置不同而導致的。
③④⑤⑥c
—I
上
1上
①②CCcCCc
11I一
C—C—C—C—CI
CC
分析知分子式為C5H120的有機物共有8種醇和6種酸,總共14種同分異構(gòu)體。
4、含苯環(huán)的同分異構(gòu)體的書寫技巧
A.苯環(huán)上有兩個取代基時:
①先確定好“對稱軸”,再“定一移一”。(這個屬于“位置異構(gòu)”,注意苯環(huán)上的“鄰、對、間”。
②接著再進行官能團異構(gòu):-C00H(竣基),-C00C-(酯基);它們在苯環(huán)上會被分為-0H(羥
基),-CH0(醛基),-C-0-C-(醛鍵),-C0-(瑛基),但要記住前提是分子式相同。
B.苯環(huán)上有三個取代基時:
①先確定好“對稱軸”,再“定二移一(這個屬于“位置異構(gòu)”,注意苯環(huán)上的“鄰、對、間”。
②接著再進行官能團異構(gòu):-COOH(竣基),-COOC-(酯基);它們在苯環(huán)上會被分為-0H(羥
基),-CHO(醛基),-C-O-C-(醛鍵),-CO-(瑛基),但要記住前提是分子式相同。
知識點三、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法
1.等效氫法,適用于一鹵代物、醇的找法
單官能團有機物分子可以看作燒分子中一個氫原子被其他的原子或官能團取代的產(chǎn)物,確定其同分異構(gòu)體
數(shù)目時,實質(zhì)上是看處于不同位置的氫原子的數(shù)目,可用“等效氫法”判斷。
1)判斷“等效氫”的三原則是:
(1)同一碳原子上的氫原子是等效的,如CH4中的4個氫原子等效。
(2)同一碳原子上所連的甲基上的氫原子是等效的,如C(CH3)4中的4個甲基上的12個氫原子等效。
(3)處于對稱位置上的氫原子是等效的,如CH3cH3中的6個氫原子等效,乙烯分子中的4個氫原子等效,
苯分子中的6個氫原子等效,CH3c(CH3)2C(CH3)2CH3上的18個氫原子等效。
2)應用
(1)一鹵代妙:看作是氯原子取代煌分子中的氫原子,以“C5Hlic1”為例
IIX;Illi(f1
c—c—9——C——Cc—C—C—Cc—C—6
:iCIcI
(2)醇:看作是一OH原子取代煌分子中的氫原子,以“C5Hl2?!睘槔?/p>
c
2、變鍵法:即將有機物中某個位置化學鍵進行變化得到新的有機物,適用于烯燒、煥燒、醛和較酸
(1)烯燒:單鍵變雙鍵,要求相鄰的兩個碳上至少各有1個氫原子,以“C5H10”為例
箭頭指的是將單鍵變成雙鍵新戊烷中間碳原子上無氫原子,不能變成雙鍵
C
1
11C——1C——1C——1C
C——C——C——C——C1C——C——C
1
CC
(2)煥煌:單鍵變?nèi)I,要求相鄰的兩個碳上至少各有2個氫原子,以“C5H婷為例
異戊烷第2個碳原子只有1個氫原新戊烷中間碳原子上無
箭頭指的是將單犍變成三鍵
子,兩邊單鍵不能變成三鍵氫原子,不能變成三鍵
C
1
C——C——C——C
C——C——C
C——C——C——C——C1
C
(3)醛:醛基屬于端位基,將燃分子中鏈端的甲基變成醛基,以“C5H10O”為例
箭頭指向是指將鏈端甲基變成醛基,數(shù)甲基個數(shù)即可
(4)竣酸:較基屬于端位基,將燃分子中鏈端的甲基變成較基,以“C5H10O2”為例
3、插鍵法:在有機物結(jié)構(gòu)式中的某個化學鍵的位置插入原子而得到新的有機物的結(jié)構(gòu),適用于酸和酯
⑴酸:醛鍵可以理解為在CY單鍵之間插入氧原子,以“C5Hl2?!睘槔?/p>
箭頭指向是指在C-C單鍵之間插入氧原子
C
C——1C——1C——1C
C——1C——C
C——1C——1C——C——C
C
o
(2)酯:酯可以理解在一&一左、右兩邊插入氧原子,可以先找出酮,再插入氧,以“C5H10O2”為例
o。0o0
n±1n1?0
--
eCCCCCeCCC|II
-----C——c———C——C
oOOoO00O0?
Rc—c—Cc—cJ-HcIII11
C——C——c-1—Cc———C
1
C
0
—I、一若在鏈端,注意只能在一邊插入氧原子,另外要注意對稱性,此法對含苯環(huán)類的非常有效
4.煌基取代法
(1)記住常見煌基的結(jié)構(gòu):丙基有2種結(jié)構(gòu),丁基有4種結(jié)構(gòu),戊基有8種結(jié)構(gòu)。
(2)將有機物分子拆分為煌基和官能團兩部分,根據(jù)煌基同分異構(gòu)體的數(shù)目,確定目標分子的數(shù)目,如C4H10O
屬于醇的可改寫為C4H9—OH,共有4種結(jié)構(gòu),C5HIOO屬于醛的可改寫為C4H9—CHO,共有4種結(jié)構(gòu)。
5、多官能團同分異構(gòu)體
(1)同種官能團:定一移一,以“C3H6c為例
先找一氯代物,再利用等效氫法,再用氯原子取代一氯代物上的氫原子
CH3cH2cH3的二氯代物數(shù)目:第1步固定1個C1原子有2種:①,②
de
ccc
I
Clo第2步固定第2個氯原子:①有3種,②有2種,其中①b和
②d重復,故CH3cH2cH3的二氯代物有4種。
(2)不同種官能團:變鍵優(yōu)先,取代最后,以“羥基醛(C5H10O2)”為例
先找戊醛,再用羥基取代氫原子
OH
OHOHOHOHOHOH1
OHOHOHOH111111C
C——C——C——CHOC——C——C——CHO1
11
C——C——C——C——CHOC——C——CHO
1
C(X-OH
C
6.換元法
若煌中含有a個氫原子,則其n元取代物和(。一用元取代物的同分異構(gòu)體數(shù)目相同。
如:二氯苯C6H4c12有3種同分異構(gòu)體:'廣(]、、,用H代替ci,用Cl代替H,則四氯苯也有3種同
分異構(gòu)體。
7、組合法:飽和一元酯R1COOR2,Ri—有機種,R2—有"種,共有mX”種酯。
8、強化記憶常見同分異構(gòu)體的數(shù)目
(1)烷煌
烷煌甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷癸烷
個數(shù)111235975
注:還可用公式計算碳原子數(shù)小于10的烷煌同分異構(gòu)體的數(shù)目:按C=2"8+2n-4+i缶為烷煌碳原子數(shù)目)
計算結(jié)果取整數(shù)即為烷煌同分異構(gòu)體的數(shù)目,如庚烷中n=7,C=27-8+27-4+i=9.5,整數(shù)為9,故庚烷的同分異
構(gòu)體數(shù)目為9;又如辛烷中n=8,C=2"+28-4+i=i8,整數(shù)為18,故庚烷的同分異構(gòu)體數(shù)目為18;依此類推,
可計算出壬烷的同分異構(gòu)體數(shù)目為35。
⑵烷基
烷基甲基乙基丙基丁基戊基
個數(shù)11248
(3)含苯環(huán)同分異構(gòu)體數(shù)目確定技巧
①若苯環(huán)上連有2個取代基,其結(jié)構(gòu)有鄰、間、對3種
②若苯環(huán)上連有3個相同的取代基,其結(jié)構(gòu)有3種
③若苯環(huán)上的三個取代基有兩個相同時,其結(jié)構(gòu)有6種
④若苯環(huán)上的三個取代基都不同時,其結(jié)構(gòu)有10種
(4)C4HIO的二氯代物有9種;
(5)C3H8的一氯一澳二元取代物有5種;
知識點四、限定條件的同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目判斷
1、限定的可能條件
①酸(-COOH、-OH(酚羥基))。
②能發(fā)生銀鏡反應的官能團:含醛基的有機物,例如甲醛HCHO,乙醛CH3cHO。
③能發(fā)生水解反應的官能團:酯類物質(zhì),水解生成對應的醇和竣酸;肽鍵水解成氨基酸,鹵代燃水解生成醇。
④使濱水發(fā)生沉淀的或能使FeCb變色的官能團:酚羥基(-OH)。
⑤能使高鋸酸鉀(KMnCU)溶液或澳水褪色的:碳碳雙鍵或碳碳三鍵。
⑥水解產(chǎn)物含有a氨基酸的(H2N-CH2-COOH)。
⑦與Na2cCh反應放出CO2:含竣基的有機物(-COOH)?
⑧能與NaOH溶液反應:含-OH(酚羥基)、-COOH、-COO-、-X等。
⑧核磁共振的氫譜的峰數(shù)(有幾種峰就有幾種氫原子,先確定對稱軸)或峰面積(峰面積即是氫原子的數(shù)
目。)
2、限定條件的同分異構(gòu)體書寫和數(shù)目判斷技巧
(1)確定碎片:明確書寫什么物質(zhì)的同分異構(gòu)體,該物質(zhì)的組成情況怎么樣?解讀限制條件,從性質(zhì)聯(lián)想結(jié)
構(gòu),將物質(zhì)分裂成一個個碎片,碎片可以是官能團,也可是煌基(尤其是官能團之外的飽和碳原子)
(2)組裝分子:要關(guān)注分子的結(jié)構(gòu)特點,包括幾何特征和化學特征。幾何特征是指所組裝的分子是空間結(jié)構(gòu)
還是平面結(jié)構(gòu),有無對稱性?;瘜W特征包括等效氫
(3)解題思路
例:確定(鄰甲基苯甲酸)符合下列要求的同分異構(gòu)體的種類o
①屬于芳香化合物
②能與銀氨溶液反應產(chǎn)生光亮的銀鏡
③能與NaOH溶液反應
解析:
第一步:確定有機物的類別,找出該有機物常見的類別異構(gòu)體(可以結(jié)合不飽和度)。
技巧:原題有機物屬于較酸類,與羥基醛、酯互為類別異構(gòu)體
第二步:結(jié)合類別異構(gòu)體和已知限定條件確定基團和官能團(核心步驟)
與銀氨溶液與NaOH溶液備注注意細
炭酸X----------------------------------------------------------------節(jié)乃做
羥基醛苯酚4醇羥基與NaOH溶液不反應,但酚羥基可以題制勝
酯甲酸酯4酯與銀氨溶液不反應,但甲酸酯可以法寶
綜上所述,符合本題條件的有兩大類:①羥基醛[(酚)-0H,—CHO];②甲酸酯(一OOCH)
第三步:按類別去找,方便快捷不出錯
①若為羥基醛[(酚)一0H,—CHO],則還剩余一個碳原子,分兩種情況討論
若本環(huán)有有兩個側(cè)鏈,此時一CH2—只能和醛基一起,有鄰、間、對3種
若本環(huán)有有三個側(cè)鏈,則為一0H,—CHO、—CH3,苯環(huán)連接三個不同的取代基總共有10種
②若為甲酸酯(一OOCH):則用一OOCH取代甲苯上的氫原子,總共4種
第四步:總共17種
第三部分:典型例題剖析
高頻考點1考查同分異構(gòu)體的辨識
例1.(2023?全國?高三專題練習)下列物質(zhì)中不互為同分異構(gòu)體的是
A.葡萄糖和果糖B.蔗糖和麥芽糖C.淀粉和纖維素D.乙醇和二甲醛
【名師歸納】辨識有機物間是否是同分異構(gòu)體是高考選擇題中的熱點,同分異構(gòu)體的概念同分異構(gòu)體是指
分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的物質(zhì)之間的互稱,關(guān)鍵要把握好以下兩點:一看分子式是否相同;二看結(jié)構(gòu)式是
否不同。
【變式訓練】(2023?全國?高三專題練習)某有機物的結(jié)構(gòu)簡式為,與其互為同分異構(gòu)體的是
OH
A.O^COOHB.<PoCH.
C.OHC-^Q^COOHD.
高頻考點2考查有機物同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷
例2.(2023?陜西寶雞市?高三模擬)有機物X的結(jié)構(gòu)簡式是C1C3H6—<下,能用該結(jié)構(gòu)簡式表示
的X的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))
A.4種B.6種C.9種D.10種
【方法點撥】本題先采用定一移一法確定-C3H6cl的同分異構(gòu)體的數(shù)目,再根據(jù)丙基2種。利用組合法確定
有機物X的同分異構(gòu)體的數(shù)目2x5=10種;
【變式訓練】(2023?全國?高三專題練習)分子式為C9Hl8。2的有機物A,在硫酸存在下與水反應生成B、C
兩種物質(zhì),C經(jīng)一系列氧化最終可轉(zhuǎn)化為B的同類物質(zhì),又知等質(zhì)量的B、C的蒸氣在同溫同壓下所占體積
相同,則A的酯類同分異構(gòu)體共有(包括A)
A.8種B.12種C.16種D.18種
高頻考點3考查限定條件的同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目的判斷
例3.(2023?全國?高三專題練習)化合物B(玲八COOH)的同分異構(gòu)體中能同時滿足下列條件的有
a.含苯環(huán)的醛、酮
b.不含過氧鍵(一O~O—)
c.核磁共振氫譜顯示四組峰,且峰面積比為3:2:2:1
A.2個B.3個C.4個D.5個
【限定條件和同分異構(gòu)體書寫技巧】
(1)確定碎片:明確書寫什么物質(zhì)的同分異構(gòu)體,該物質(zhì)的組成情況怎么樣?解讀限制條件,從性質(zhì)聯(lián)想結(jié)
構(gòu),將物質(zhì)分裂成一個個碎片,碎片可以是官能團,也可是煌基(尤其是官能團之外的飽和碳原子)
(2)組裝分子:要關(guān)注分子的結(jié)構(gòu)特點,包括幾何特征和化學特征。幾何特征是指所組裝的分子是空間結(jié)構(gòu)
還是平面結(jié)構(gòu),有無對稱性;化學特征包括等效氫。
【變式訓練】(2023?全國?高三專題練習)某芳香族化合物甲的分子式為CioHuClCh,己知苯環(huán)上只有兩個取
代基,其中一個取代基為一C1,甲能與飽和碳酸氫鈉溶液反應放出二氧化碳,則滿足上述條件的有機物甲
的同分異構(gòu)體數(shù)目有()
A.15種B.12種C.9種D.5種
專題講座(十一)同分異構(gòu)體的書寫與數(shù)
目判斷
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第一部分:網(wǎng)絡構(gòu)建(總覽全局)
第二部分:知識點精準記憶
第三部分:典型例題剖析
高頻考點1考查同分異構(gòu)體的辨識
高頻考點2考查有機物同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷
高頻考點3考查限定條件的同分異構(gòu)體的書寫和數(shù)目的判斷
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無機物與無機物間的異構(gòu)5喙
第二部分:知識點精準記憶
知識點一、同分異構(gòu)現(xiàn)象的分類
1、無機物與無機物間的異構(gòu)現(xiàn)象
(1)氟酸(H-O—C三N)與異鼠酸(俗名雷酸,其結(jié)構(gòu)為H—N=C=O)以及同一金屬的
氟酸鹽與異氟酸(雷酸)鹽如氟酸銀與雷酸銀互為同分異構(gòu)體。
(2)二氯二氨合鉗[Pt(NH3)2c㈤有兩種構(gòu)造異構(gòu)體,順柏異構(gòu)體具有抗癌活性,反柏異構(gòu)
體沒有抗癌活性:
順式反式
2、無機物和有機物間的異構(gòu)現(xiàn)象
無機物氟酸鏤[NH4CNO]與有機物尿素[CO(NH2)2]互為同分異構(gòu)體。
3、有機物與有機物間的異構(gòu)現(xiàn)象一中學階段涉及的常見有機同分異構(gòu)體:
1)碳鏈異構(gòu):是指具有相同的分子式,但碳原子在分子中的排列方式不同而產(chǎn)生的異構(gòu)。
2)位置(官能團位置)異構(gòu):具有相同分子式但取代基或官能團在分子的碳鏈或碳環(huán)上的位
置不同而產(chǎn)生的異構(gòu)稱為位置異構(gòu)。
3)類別異構(gòu)(又稱官能團異構(gòu)):類別異構(gòu)的常見情況有:
(1)CnH2n:?3)烯煌和環(huán)烷多;
(2)CnH2n2:(吟3)二烯煌和煥煌;
(3)CnH2n+2。:(吃2)飽和一■兀醇和飽和一■兀醛;
(4)CnH2nO:(nN2)飽和一元醛、烯醇和環(huán)氧烷;(nN3)飽和一元酮;
(5)CnH2no2:(R2)飽和一元竣酸、飽和一元較酸飽和一元醇酯、羥基醛;
(6)CnH2n+lO2N:(吟2)氨基酸、硝基化合物;
(7)CnH2n-6O:(吟7)酚、芳香醇和芳香酸。
(8)C6Hl2。6:葡萄糖和果糖;
(9)C11H22O11:蔗糖和麥芽糖;
注:巧用不飽和度記住常見有機物的官能團異構(gòu)
1)不飽和度
(1)概念:不飽和度又稱缺氫指數(shù),即有機物分子中的氫原子與和它碳原子數(shù)相等的鏈狀烷
煌相比較,每減少2個氫原子,則有機物的不飽和度增加1,用。表示
⑵有機化合物(CxHyOz)分子不飽和度的計算公式為:Q=2x+2r
2
【微點撥】在計算不飽和度時,若有機化合物分子中含有鹵素原子,可將其視為氫原子;若
含有氧原子,則不予考慮;若含有氮原子,就在氫原子總數(shù)中減去氮原子數(shù)
(3)幾種常見結(jié)構(gòu)的不飽和度
官能團或結(jié)構(gòu)c=cc=o環(huán)c=c苯環(huán)
不飽和度11124
2)常見有機物的官能團異構(gòu)
通式不飽和度常見類別異構(gòu)體
C〃H2〃+20無類別異構(gòu)體
C7H2〃1單烯燒、環(huán)烷煌
C〃H2〃-22單煥煌、二烯燒、環(huán)烯燒、二環(huán)境
C〃H2〃+2O0飽和一元醇、飽和一元酸
飽和一元醛、飽和一元酮、烯醇、烯酸、環(huán)醇、環(huán)醛
C?H2?O1
CnH2wO21飽和一元竣酸、飽和一元酯、羥醛、羥酮
G7H277+Q2N1氨基酸、硝基烷
4)順反異構(gòu):含有雙鍵(如/UC、,,-N=N-等)的化合物存在順反異構(gòu)。
知識點二、同分異構(gòu)體的書寫步驟
1.烷妙只存在碳架異構(gòu),一般可采用“降碳對稱法”進行書寫,具體步驟如下(以C6H14為例):
(1)確定碳架
①先寫直鏈:C—C—C—C—C—Co
②減少一個碳原子,將其作為支鏈,由中間向一端移動:
c—c—c—c—C
I
C、。
③減少2個碳原子,將其作為一個或兩個支鏈并移動位置;2個支鏈時,可先連在同一個碳
上,再連在相鄰、相間的碳原子上。
C
I
C-cC
C—C—C—CC———I
ICC
C、
從主鏈上取下來的碳原子數(shù),不能多于主鏈所剩部分的碳原子數(shù)。
(2)補寫氫原子:根據(jù)碳原子形成4個共價鍵,補寫各碳原子所結(jié)合的氫原子。
則C6H14共有5種同分異構(gòu)體。
2.烯燃同分異構(gòu)體的書寫(限單烯煌范圍內(nèi))
書寫方法:先鏈后位,即先寫出可能的碳鏈方式,再加上含有的官能團位置。下面以C4H8
為例說明。
C
.I
⑴碳架異構(gòu):C一C一C一C、C一C一Co
①②③
c—c—c—c、c±c—c
(2)位置異構(gòu):用箭頭表示雙鍵的位置,即co
故C4H8在單烯煌范圍內(nèi)的同分異構(gòu)體共有3種。
3.炫的含氧衍生物同分異構(gòu)體的書寫
書寫方法:一般按碳架異構(gòu)一位置異構(gòu)一官能團異構(gòu)的順序來書寫。下面以C5H12。為例說
明。
(1)碳架異構(gòu):5個碳原子的碳鏈有3種連接方式。
c—c—c
c—c—c—c—cc
(2)位置異構(gòu):對于醇類,在碳鏈各碳原子上連接羥基,用“1”表示連接的不同位置。
①②③?⑤)⑥⑦c
--
—
lI-「I
?
cCCcC*cC
C—--c--
II
CC
(3)官能團異構(gòu):通式為C〃H2,+2O的有機物在中學階段只能是醇或酸,對于醛類,位置異構(gòu)
是因氧元素的位置不同而導致的。
④⑤⑥c
③I
上1:
①②cCc
11c—CI一
c—c—c—c—cI
CC
分析知分子式為c5H12。的有機物共有8種醇和6種酸,總共14種同分異構(gòu)體。
4、含苯環(huán)的同分異構(gòu)體的書寫技巧
A.苯環(huán)上有兩個取代基時:
①先確定好“對稱軸”,再“定一移一”。(這個屬于“位置異構(gòu)”,注意苯環(huán)上的“鄰、
對、間
②接著再進行官能團異構(gòu):-COOH(較基),-COOC-(酯基);它們在苯環(huán)上會
被分為-0H(羥基),-CHO(醛基),-C-O-C-(醛鍵),-CO-(皴基),但要記
住前提是分子式相同。
B.苯環(huán)上有三個取代基時:
①先確定好“對稱軸”,再“定二移一”。(這個屬于“位置異構(gòu)”,注意苯環(huán)上的“鄰、
對、間”。
②接著再進行官能團異構(gòu):-COOH(竣基),-COOC-(酯基);它們在苯環(huán)上會
被分為-OH(羥基),-CHO(醛基),-C-O-C-(醛鍵),-CO-(鼠基),但要記
住前提是分子式相同。
知識點三、同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷方法
1.等效氫法,適用于一鹵代物、醇的找法
單官能團有機物分子可以看作煌分子中一個氫原子被其他的原子或官能團取代的產(chǎn)物,確定
其同分異構(gòu)體數(shù)目時,實質(zhì)上是看處于不同位置的氫原子的數(shù)目,可用“等效氫法”判斷。
1)判斷“等效氫”的三原則是:
(1)同一碳原子上的氫原子是等效的,如CH4中的4個氫原子等效。
(2)同一碳原子上所連的甲基上的氫原子是等效的,如C(CH3)4中的4個甲基上的12個氫原
子等效。
(3)處于對稱位置上的氫原子是等效的,如CH3cH3中的6個氫原子等效,乙烯分子中的4
個氫原子等效,苯分子中的6個氫原子等效,CH3c(CH3)2C(CH3)2CH3上的18個氫原子等效。
2)應用
(1)一鹵代燒:看作是氯原子取代燃分子中的氫原子,以“C5Hlic1”為例
(2)醇:看作是一OH原子取代燃分子中的氫原子,以“C5Hl2?!睘槔?/p>
C
11;1111▼1
C—C—C—C—CCCC——C
i1C——C——C
1
C
2、變鍵法:即將有機物中某個位置化學鍵進行變化得到新的有機物,適用于烯燒、煥煌、
醛和竣酸
(1)烯燒:單鍵變雙鍵,要求相鄰的兩個碳上至少各有1個氫原子,以“C5H10”為例
箭頭指的是將單鍵變成雙鍵新戊烷中間碳原子上無氫原子,不能變成雙鍵
C
1
11C——1C——1C——1C
C——C——C——C——CC——C——C
1
C
(2)煥嫌:單鍵變?nèi)I,要求相鄰的兩個碳上至少各有2個氫原子,以“C5H夕為例
異戊烷第2個碳原子只有1個氫原新戊烷中間碳原子上無
箭頭指的是將單鍵變成三鍵
子,兩邊單鍵不能變成三鍵氫原子,不能變成三鍵
C
1
C——C——C——C
C——C——C
C——JC——1C——C——C1
C
(3)醛:醛基屬于端位基,將煌分子中鏈端的甲基變成醛基,以“C5H10O”為例
箭頭指向是指將鏈端甲基變成醛基,數(shù)甲基個數(shù)即可
⑷竣酸:竣基屬于端位基,將燒分子中鏈端的甲基變成竣基,以“C5H10O2”為例
箭頭指向是指將鏈端甲基變成竣基,數(shù)甲基個數(shù)即可
3、插鍵法:在有機物結(jié)構(gòu)式中的某個化學鍵的位置插入原子而得到新的有機物的結(jié)構(gòu),適
用于酸和酯
⑴酸:酸鍵可以理解為在C—C單鍵之間插入氧原子,以“C5Hl2?!睘槔?/p>
箭頭指向是指在C—C單鍵之間插入氧原子
C
C——1C——1C——1C
C——1C——C
C——1C——1C——C——C
C
o
(2)酯:酯可以理解在一2一左、右兩邊插入氧原子,可以先找出酮,再插入氧,以“C5H10O2”
為例
o90c
II|I111II
c-2-C——C——C——Cc-1-c—1―C——C——CC——C——C——C——C
O?OO9OO09?
II\1II〔1II111
c—1—c——C——Cc——c-^c-1-cC——c——c-1—cc—C——C
111
CCC
(■)
若在鏈端,注意只能在一邊插入氧原子,另外要注意對稱性,此法對含苯環(huán)類的非常有效
4.煌基取代法
(1)記住常見煌基的結(jié)構(gòu):丙基有2種結(jié)構(gòu),丁基有4種結(jié)構(gòu),戊基有8種結(jié)構(gòu)。
(2)將有機物分子拆分為煌基和官能團兩部分,根據(jù)煌基同分異構(gòu)體的數(shù)目,確定目標分子
的數(shù)目,如C4H10O屬于醇的可改寫為C4H9—0H,共有4種結(jié)構(gòu),C5H10O屬于醛的可改寫
為C4H9—CHO,共有4種結(jié)構(gòu)。
5、多官能團同分異構(gòu)體
(1)同種官能團:定一移一,以“C3H6c12”為例
先找一氯代物,再利用等效氫法,再用氯原子取代一氯代物上的氫原子
CH3cH2cH3的二氯代物數(shù)目:第1步固定1個C1原子有2種:①,②
de
ccc
I
Cl。第2步固定第2個氯原子:①有3種,②有2種,其中①b和
②d重復,故CH3cH2cH3的二氯代物有4種。
(2)不同種官能團:變鍵優(yōu)先,取代最后,以“羥基醛(C5Hl0O2)”為例
先找戊醛,再用羥基取代氫原子
OH
OHOH0HOHOHOH1
OHOHOHOHIII111C
C——C——C——CHOC——C——C——CHO1
11
C——C——C——C——CHOC——C——CHO
1
C(X-OH
C
6.換元法
若燃中含有a個氫原子,則其n元取代物和(a—〃)元取代物的同分異構(gòu)體數(shù)目相同。
如:二氯苯C6H4c12有3種同分異構(gòu)體:《廣。、、,用H代替ci,用C1代替H,則四
氯苯也有3種同分異構(gòu)體。
7、組合法:飽和一元酯R1COOR2,Ri—有機種,R2—有"種,共有種酯。
8、強化記憶常見同分異構(gòu)體的數(shù)目
(1)烷始
烷煌甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷癸烷
個數(shù)111235975
注:還可用公式計算碳原子數(shù)小于10的烷燒同分異構(gòu)體的數(shù)目:按C=2?8+2?4+I⑺為烷
煌碳原子數(shù)目)計算結(jié)果取整數(shù)即為烷煌同分異構(gòu)體的數(shù)目,如庚烷中
n=7,C=27-8+27-4+l=9.5,整數(shù)為9,故庚烷的同分異構(gòu)體數(shù)目為9;又如辛烷中
n=8,C=28-8+28-4+l=18,整數(shù)為18,故庚烷的同分異構(gòu)體數(shù)目為18;依此類推,可計算出壬
烷的同分異構(gòu)體數(shù)目為35。
⑵烷基
烷基甲基乙
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