原子共平面问题的解题技巧
有机物分子中原子的共面共线问题
有机物分子中原子的共面共线问题有机分子中原子的共面共线是中学有机化学教学的一个难点。
此类题目的解题思维方法如下:原子共面共线问题思维的基础:甲烷的正四面体结构;乙烯、苯的平面结构;乙炔的直线结构。
1、甲烷的正四面体结构在甲烷分子中,一个碳原子和任意个氢原子可确定一个平面。
当甲烷分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,该代替原子的共面问题,可将它看作是原来氢原子位置。
丙烷其结构式可写成如图2所示,丙烷分子中最多原子可能共面。
2、乙烯的平面结构乙烯分子中的所有原子都在同一平面内,键角为120°。
当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。
CH3CH=CH2 原子一定共面,最多原子可能共面。
3.苯的平面结构苯分子所有原子在同一平面内,键角为120°。
当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时,代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。
甲苯如右下图所示,甲苯分子中最多有可能是个原子共面。
4.乙炔的直线结构乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子一定在一条直线上,键角为180°。
当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时,代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线。
丙炔如图所示,丙炔分子中有个原子共线。
巩固练习:1、描述CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构下列叙述中,正确的是A.6个碳原子有可能都在一条直线上B.6个碳原子不可能都在一条直线上C.6个碳原子有可能都在一个平面上D.6个碳原子不可能都在一个平面上2、甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代,可得如图所示的分子,对该分子的描述不正确的是()A.分子式为C25H20B.分子中所有原子有可能处于同一平面C.该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D.分子中所有原子一定处于同一平面3、盆烯是近年合成的一种有机物,它的分子结构可简化表示为(其中C、H原子已略去),下列关于盆烯的说法中错误的是()A.盆烯是苯的一种同分异构体B.盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上C.盆烯是乙烯的一种同系物D.盆烯在一定条件下可以发生加成反应4、某烃的结构简式为CH3―CH2―CH=C(C2H5)―C≡CH分子中含有四面体结构的碳原子(即饱和碳原子)数为a,在同一直线上的碳原子数量最多为b,一定在同一平面内的碳原子数为c,则a、b、c分别为()A.4、3、5 B.4、3、6 C.2、5、4 D.4、6、45、观察以下有机物结构:CH3 CH2CH3(1) C = CH H (2) H—C≡C—CH2CH3 (3) CH=CF2思考:最多有几个碳原子共面、、最多有几个碳原子共线、、有几个不饱和碳原子、、不饱和度及其应用不饱和度又称为“缺氢指数”,用希腊字母Ω来表示,顾名思义,它是反映有机物分子不饱和程度的量化标志。
有机物中原子共平面、共线问题分析
有机物中原子共平面、共线问题剖析有机物分子中原子共平面的问题,解决方法是:由简单到复杂,要联合以下五种最简单物质的结构进行剖析。
(1) 乙烯 ( CH2CH2)分子是平面构造,2个碳原子、4个氢原子共平面;(2) (2) 乙炔 ( H C C H )分子是直线型构造, 4 个原子在同向来线上;(3) (3) 苯 () 分子是平面正六边形构造, 6 个碳原子、 6 个氢原子共平面;(4)(4) 甲烷 (CH4) 是正四周体构造 , 随意 3 个原子共平面 ;O(5)(5) 甲醛 ( H C H) 分子是平面构造, 4 个原子共平面。
一、甲烷的空间构型 ---- 正四周体型构造式、分子构型如图一 :其键角 109 度 28 分,很明显甲烷中一个碳原子和四个氢原子不可以共面,在甲烷分子中, 1 个碳原子和随意 2 个氢原子可确立一个平面,其余的 2 个氢原子位于该平面的双侧,即甲烷分子中有且只有三原子共面 ( 称为三角形规则) 。
以甲烷母体模型衍变成-------一氯甲烷、乙烷当甲烷分子中某氢原子被其余原子或原子团取代时,该取代原子的共面问题,可将它看作是本来氢原子地点。
若将此中一个氢原子换成一个氯原子,因为C-H 键键长短于C-Cl 键长则以氯原子为极点的正三棱锥如图二(1),相同这五个原子不可以共面。
同理将甲烷中的一个氢原子换为甲基,则变成乙烷如图二( 2)所示:C-C 单键能够自由转动以,相同这些原子不可以共面。
可见凡是碳原子以单键形式存在其所连四个碳原子不可以共面。
二、乙烯的空间构型----平面型构造式、分子构型如图三:平面型构造,键角为120 度, C=C 所连的四个氢原子与这两个碳原子同在一个平面上。
当乙烯分子中某氢原子被其余原子或原子团取代时,则取代该氢原子的原子必定在乙烯的平面内。
需要注意的是:C=C 不可以转动, C-H 键能够转动。
以乙烯母体模型衍变成-------丙烯、2-丁烯若将此中的氢原子换成氯原子,其与全部碳氢原子共面。
原子共线共面问题最简单做法
原子共线共面问题最简单做法哎呀,说起原子共线共面问题,这可真是个让人头疼的家伙。
记得上高中那会儿,化学课上老师一提到这个,我就觉得脑袋瓜儿嗡嗡的。
不过呢,咱们今天就来聊聊,怎么用最简单、最接地气的方法来搞定这个难题。
首先得说,这原子共线共面问题,其实就像是在玩拼图。
你得知道每个原子的位置,然后把它们拼在一起,看看能不能拼成一条直线或者一个平面。
这事儿听起来简单,但做起来可不那么容易,因为你得考虑到原子之间的距离和角度。
就拿甲烷来说吧,这家伙的四个氢原子和中心的碳原子,它们就像是五个人围坐在一张圆桌旁。
你想想,这五个人怎么可能都坐成一条直线呢?所以,甲烷分子里的原子肯定是共面的,就像一张桌子一样。
但是,如果你换成乙烷,情况就有点不一样了。
乙烷的两个碳原子,就像是两个兄弟,手拉手站在一起。
每个碳原子旁边还有三个氢原子,就像是三个小跟班。
这时候,你再想让他们全部站成一条直线,那可就难了。
因为两个碳原子之间的距离,还有它们和氢原子之间的角度,都不允许他们这么做。
说到这儿,你可能会觉得,这事儿怎么这么复杂啊?别急,我这儿有个小窍门。
你可以试试想象一下,如果你把乙烷分子拉直,那两个碳原子之间的距离就会变长,这就像是你把两个兄弟的手拉开一样。
但是,如果他们手拉手站在一起,那他们之间的距离就会短一些。
所以,乙烷分子里的原子,其实是稍微有点弯曲的,但并不是完全的直线。
你看,这样一说,是不是感觉这原子共线共面问题也没那么难了?其实,就是得有点儿想象力,把那些原子想象成你身边的人或者东西,这样就容易理解多了。
最后,咱们再回到甲烷和乙烷的例子上。
甲烷就像是一张桌子,原子们都老老实实地坐在桌面上;而乙烷呢,就像是两个兄弟手拉手,旁边跟着三个小跟班,他们站得有点儿弯,但并不是一条直线。
所以说,解决原子共线共面问题,其实没那么复杂,关键是得有点儿想象力,把那些原子想象成你生活中的东西,这样就容易多了。
下次再遇到这问题,你可以试试我这招,说不定会有意想不到的效果呢!。
高中化学共面问题
高中化学共面问题
高中化学中,共面问题通常指的是几种物质之间的共面问题。
共面问题在化学中经常出现,特别是在推断题和实验题中。
解决共面问题需要掌握一定的技巧和方法,下面是一些解决共面问题的方法:
1. 观察元素周期表:解决共面问题时,首先需要观察元素周期表,了解不同元素之间的性质差异。
例如,同一主族的元素通常具有相似的化学性质,而同一周期的元素则具有相似的物理性质。
通过观察元素周期表,可以更好地理解不同元素之间的共面问题。
2. 掌握化学方程式的配平技巧:在解决共面问题时,需要掌握化学方程式的配平技巧。
配平化学方程式需要根据反应物和生成物之间的化学式,计算出反应物和生成物之间的系数差,从而得到反应式。
通过配平化学方程式,可以更好地理解物质之间的共面问题。
3. 掌握化学反应的规律:解决共面问题时,还需要掌握化学反应的规律。
例如,同一主族的元素通常具有相似的化学性质,而同一周期的元素则具有相似的物理性质。
通过掌握化学反应的规律,可以更好地理解不同元素之间的共面问题。
4. 运用空间想象:解决共面问题时,需要运用空间想象。
例如,在推断题中,需要根据已知条件推断未知物质的性质。
通过空间想象,可以更好地理解物质之间的共面问题。
总之,解决共面问题需要掌握一定的技巧和方法,需要通过大量的练习和实践,逐渐提高解决问题的能力。
原子共平面问题的解题技巧
有机物中原子共平面的问题模型(1)乙烯(CH 2CH 2)分子是平面结构,2个碳原子、4个氢原子共平面;(2)乙炔(C C H H)分子是直线型结构,4个原子在同一直线上; (3)苯()分子是平面正六边形结构,6个碳原子、6个氢原子共平面;(4)甲烷(CH 4)是正四面体结构,任意3个原子共平面;(5)甲醛(C HH O)分子是平面结构,4个原子共平面。
典例例1请分析苯乙炔(C CH )分子中最多有多少个原子共平面例1 分析:与C CH 直接相连的苯环上的碳原子相当于C C H H 分子中1个氢原子所处的位置,应与C CH 在同一条直线上;与苯环相连的C CH 中碳原子相当于苯分子中氢原予所处的位置,应在苯环所在的平面内。
由此可知C CH 所在直线上有两点在苯环的平面内,所以苯己炔分子中所有原子均在同一平面,即苯乙炔分子中8个碳原子、6个氢原子均在同一平面内。
例2:有机物C CH 2CHO H分子中至少有多少个碳原子处于同一平面上?例3:结构式为CH 3CH 3的烃,分子中至少有多少个碳原子处在同一平面上?例4:我国在反兴奋剂问题上的坚决立场是支持“人文奥运”的重要体现.某种兴奋剂的结构如下图所示。
试求它的分子中共平面的碳原子最多有多少个?OHOH HOC 5H 11CCH 2H 3C答案例2 分析:由苯分子的空问构型可知,苯环上的6个碳原子、4个氢原子以及与苯环直接相连的两个碳原子一定共平面。
由乙烯的分子结构可知,CH 2CH 中的原子在同一平面。
由乙醛分子结构可知,CHO 中的原子在同一平面。
由碳碳单键可以旋转,可知CCH 2CHO H分子中所有的原子可以共面。
即分子中9个碳原子在同一平面内。
例3分析:由苯分子的空间结构可知,苯环上的六个碳原子以及与它直接相邻的两个碳原子共面。
另外与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子,处于两苯环旋转的轴线(两苯环之间的碳碳键可以旋转)上,也应该共面。
另外,与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子,处于两苯环旋转轴线(两苯环之间的碳碳单键可以旋转)上,也应该共平面。
简单有机物中原子共线、共面问题
简单有机物中原子共线、共面问题1.抓牢“三个”基本结构
甲烷分子中所有原子一定不共平面,最多有3个原子处在一个平
面上,若用其他原子代替其中的任何氢原子,所得有机物中所有
原子一定不共平面,如CH3Cl分子中所有原子不在一个平面上
乙烯分子中所有原子一定共平面,若用其他原子代替其中的任何
氢原子,所得有机物中所有原子仍然共平面,如CH2==CHCl分子
中所有原子共平面
苯分子中所有原子一定共平面,若用其他原子代替其中的任何氢
原子,所得有机物中的所有原子也仍然共平面,如溴苯()
分子中所有原子共平面
2.把握“三步”解题策略
3.单键旋转思想
有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等均可绕键轴旋转。
但是双键和三键不能绕轴旋转,对原子的空间结构具有“定格”作用。
1.甲苯分子中至少有几个原子可以共平面?最多有几个原子可以共平面?
答案1213
解析如图,甲苯中的7个碳原子(苯环上的6个碳原子和甲基上的一个碳原子)、5个氢原子(苯环上的5个氢原子),这12个原子一定共平面。
此外甲基上1个氢原子(①H、②C、③C构成三角形)也可以转到这个平面上,其余两个氢原子分布在平面两侧,故甲苯分子中最多可能有13个原子共平面。
2.CH3CH==CH—C≡CH分子中最多有几个原子在同一条直线上?最多有几个原子共面?答案49
解析可以将该分子展开,此分子包含一个乙烯型结构、一个乙炔型结构(如图),
其中①C、②C、③C、④H 4个原子一定在一条直线上。
该分子中至少8个原子在同一平面上。
由于碳碳单键可以绕键轴旋转,—CH3中有一个氢原子可以进入该平面,故该分子中最多有9个原子共平面。
有机物分子中原子共线、共面问题(带答案)
有机物分子中原子共线、共面问题(带答案)有机物分子中原子共线、共面问题为了判断有机物分子中的原子是否共线共面,我们需要先熟记五类分子的空间构型,包括6点共面、4点共线(面)、12点共面、平面结构和正四面体。
然后将这些构型从简单的分子中衍变至复杂的有机物中,以判断原子是否共线共面。
举个例子,我们可以通过旋转来判断原子是否共面。
单键是可旋转的,而双键和三键则不可。
如果直线结构中有两个原子与平面结构共用,则直线在这个平面上。
如果两个平面结构通过单键相连,则由于单键的旋转性,两个平面不一定重合,但可能重合。
如果甲基与平面结构通过单键相连,则由于单键的旋转性,甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。
在分析直线、平面和立体连接的大分子时,我们需要注意两点。
首先,我们需要观察大分子的结构,找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”,再将它们的分子构型知识迁移过来。
其次,苯环以单键连接在6号不饱和碳原子上,不管单键如何旋转,8号和9号碳原子总是处于乙烯平面上。
练题:1.描述CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构的叙述中,正确的是(BC)。
A。
6个碳原子有可能都在一条直线上B。
6个碳原子不可能都在一条直线上C。
6个碳原子有可能都在同一平面上D。
6个碳原子不可能都在同一平面上2.下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是(D)。
3.在分子中,处于同一平面上的原子数最多可能是(D)。
A。
12个B。
14个C。
18个D。
20个4.在分子中,处于同一平面上碳原子数最少是(A)。
A。
CH3-CH3B。
C-CH3C。
CH2-C-CH3D。
CH3-CH2C。
共面共线原子数速解
共面共线原子数速解
共面共线原子数是有机化学中常用的一种描述分子结构的概念。
它指的是处于同一平面上且沿同一直线排列的原子个数。
通过计算共面共线原子数,可以快速判断分子的平面性和刚性,对于预测分子的几何构型和反应活性具有重要意义。
以下是计算共面共线原子数的一般步骤:
1. 画出分子的刚性部分(环、双键等),忽略非键原子。
2. 确定每个原子是否在同一平面上。
3. 沿着每个平面,计算最长的共线原子数。
4. 取所有平面中最大的共线原子数作为分子的共面共线原子数。
举例来说,对于苯环分子,六个碳原子都在同一平面上并共线,因此共面共线原子数为6。
而对于环己烷,虽然六个碳原子共面,但它们不共线,共面共线原子数只有3。
通常,共面共线原子数越大,分子越平面化且刚性越强。
共面共线原子数为4及以上时,分子被认为是平面刚性分子。
这种分子的几何构型比较稳定,容易发生环加成反应等。
共面共线原子数是一个简单而有效的分子描述符,能够快速揭示分子的平面性和刚性特征,在有机化学研究中有着广泛的应用。
有机物分子共面问题
有机物分子共面有机物分子中原子共平面问题的解决方法是由简单到复杂。
首先要掌握以下几种最 简单有机物的空间构型(依据:单键(C-C 、C-H 、C-O)可以旋转,而双、三键不能旋转): ①甲烷(CH 4)是正四面体结构,任意3个原子共平面凡是C 原子与其他四个原子形成共价单键时,空间结构为四面体结构;结构中每出现一个饱和碳原子,则整个分子不再共面②乙烯(CH 2CH 2)分子是平面结构,2个C 、4个H ,所有原子共平面当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内;结构中每出现一个碳碳双键,至少有6个原子共面;需要注意的是:C=C 不能转动,而C-H 键可以转动③乙炔(C C H H )分子是直线型结构,4个原子都在同一直线上当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时,代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线;结构中每出现一个碳碳三键,至少有4个原子共线;C≡C 不能转动,而C-H 键可以转动④苯()分子是平面正六边形结构,6个C 、6个H ,所有原子共平面当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时,代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内;结构中每出现一个苯环,至少有12个原子共面⑤甲醛(C H H O)分子是平面结构,4个原子都在同一平面结构不同的基团连接后原子共面分析1. 直线与平面连接:直线结构中如果有2个原子(或者一个共价键)与一个平面结构共用,则直线在这个平面上。
如CH 2=CH-C≡CH ,其空间结构为 ,中间两个碳原子既在乙烯平面上,又在乙炔直线上,所以直线在平面上,所有原子共平面2.平面与平面连接:如果两个平面结构通过单键相连,则由于单键的旋转性,两个平面不一定重合,但可能重合。
如苯乙烯分子 中共平面原子至少12个,最多16个3.平面与立体连接:如果甲基与平面结构通过单键相连,则由于单键的旋转性,甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。
原子共平面问题
原子共平面问题一、问题背景原子共平面问题是材料科学中的一个重要问题,它涉及到材料的结构、性质和应用等方面。
在晶体学中,原子共平面指的是晶体中两个或多个原子在同一平面上排列的现象。
这种现象对于晶体的物理性质和化学性质都有着重要影响。
二、原因分析原子共平面问题产生的原因主要有以下几个方面:1. 晶体生长过程中的缺陷:在晶体生长过程中,由于各种原因(如温度、压力等变化),晶格结构可能会发生缺陷,导致原子排列出现共平面现象。
2. 晶体表面的影响:晶体表面处于不稳定状态,容易形成各种缺陷和位错,从而导致原子排列出现共平面现象。
3. 物理力学作用:物理力学作用也会影响晶格结构,从而导致原子排列出现共平面现象。
三、影响分析原子共平面问题对材料的性质和应用有着重要影响:1. 电学性能:对于半导体材料来说,原子共平面会影响其电学性能,降低其导电性能。
2. 机械性能:原子共平面会影响材料的机械性能,使得材料的强度和韧性降低。
3. 光学性能:原子共平面会影响材料的光学性能,使得材料的透明度和反射率发生变化。
四、解决方案针对原子共平面问题,可以采取以下几种解决方案:1. 晶体生长过程中控制温度和压力等因素,避免晶格结构发生缺陷。
2. 通过表面处理等方法来减少晶体表面缺陷和位错,从而避免原子共平面现象的发生。
3. 采用合适的物理力学作用控制晶格结构,从而避免原子排列出现共平面现象。
五、应用实例1. 在半导体器件制造中,为了提高器件的导电性能,在晶体生长过程中需要控制温度和压力等因素,避免原子共平面现象的发生。
2. 在金属加工过程中,通过表面处理等方法来减少金属表面缺陷和位错,从而避免原子共平面现象的发生。
3. 在材料科学研究中,通过合适的物理力学作用来控制晶格结构,从而避免原子排列出现共平面现象。
总之,原子共平面问题是材料科学中一个重要的问题,需要通过各种方法来解决。
只有解决了这个问题,才能更好地应用材料,提高其性能和应用价值。
有机物中原子共平面、共线问题分析
有机物中原子共平面、共线问题分析有机物分子中原子共平面的问题,解决方法是:由简单到复杂,要结合以下五种最简单物质的结构进行分析。
(1) 乙烯(CH 2CH 2)分子是平面结构,2个碳原子、4个氢原子共平面; (2) (2)乙炔(C C H H )分子是直线型结构,4个原子在同一直线上;(3) (3)苯()分子是平面正六边形结构,6个碳原子、6个氢原子共平面;(4) (4)甲烷(CH 4)是正四面体结构,任意3个原子共平面;(5) (5)甲醛(C H H O)分子是平面结构,4个原子共平面。
一、甲烷的空间构型-—--正四面体型结构式、分子构型如图一:其键角109度28分,很显然甲烷中一个碳原子和四个氢原子不能共面,在甲烷分子中,1个碳原子和任意2个氢原子可确定一个平面,其余的2个氢原子位于该平面的两侧,即甲烷分子中有且只有三原子共面(称为三角形规则)。
以甲烷母体模型衍变为—-—----一氯甲烷、乙烷当甲烷分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,该代替原子的共面问题,可将它看作是原来氢原子位置。
若将其中一个氢原子换成一个氯原子,由于C —H 键键长短于C —Cl 键长则以氯原子为顶点的正三棱锥如图二(1),同样这五个原子不能共面。
同理将甲烷中的一个氢原子换为甲基,则变为乙烷如图二(2)所示:C-C单键可以自由转动以,同样这些原子不能共面。
可见凡是碳原子以单键形式存在其所连四个碳原子不能共面.二、乙烯的空间构型-—-—平面型结构式、分子构型如图三:平面型结构,键角为120度,C=C 所连的四个氢原子与这两个碳原子同在一个平面上。
当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。
需要注意的是:C=C 不能转动,C-H键可以转动.以乙烯母体模型衍变为-——-——-丙烯、2-丁烯若将其中的氢原子换成氯原子,其与所有碳氢原子共面。
若将一个氢原子换成甲基,即为丙烯则如图四(1):将两个氢原子换成甲基则为2-丁烯如图四(2)显然,实线框内所有原子共面,由于C—C单键转动,实线框外的氢原子有一个可能转到纸面与框内所有原子共面,可见凡与C=C直接相连的原子连同自身两个碳原子共面。
“有机物分子中原子共平面”复习指导
)
H
分子中共平面原子至少 12 个, 最多 16 个。
(3) 立体 (或三角锥) 与平面连接。
若甲基 (-CH3) 与平面结构通过单键相连, 则由于单键 的旋转性, 甲基 (-CH3) 的一个 H 原子可能暂时处于该平面
上。 例如, 丙烯分子 (
) 中, 共面原子至少 6
个, 最多 7 个。 又如, 甲苯中的 7 个 C 原子 (苯环上的 6 个 C 原子和甲基上的 1 个 C 原子), 5 个 H 原子 (苯环上的 5 个 H 原子) 这 12 个原子一定共平面。 此外, 甲基上的 1 个 H 原 子也可旋转到该平面上, 其余 2 个 H 原子分布在平面的两侧。 因此, 甲苯分子中最多有 13 个原子共平面。
此, 烯烃结构中 6 个原子均在同一个平面内。
3. 乙炔型分子。
乙炔分子为直线型 (键角为 180°), 所有原子都在同一条
直线上内。 当乙炔分子中某 H 原子被其他原子 (或原子团) 取
代时, 则取代该 H 原子的原子一定在乙炔型分子的直线上。 因
此, 炔烃结构中 4 个原子在同一条直线上 (共线必共平面)。
是正四面体结构)。 因此, 饱和碳结构 (四面体结构), 其分
子中所有原子不可能共平面, 最多有 3 个原子共平面。
2. 乙20°), 所有原子都在同一
个平面内。 当乙烯分子中某 H 原子被其他原子或原子团取代
时, 则取代该 H 原子的原子一定在乙烯型分子的平面内。 因
二、 不同结构的基团连接后的原子共线、 共面分析
1. 单键、 双键和叁键的旋转思想。
单键可绕键轴自由旋转, 从数学角度看, 即两个平面共
有一条直线, 两个平面可能重合, 也可能不重合。 而双键、
解“原子共面共线”题的一般方法
解“原子共面共线”题的一般方法吉水二中赖香玲有机物分子中原子共面共线的问题,其实就是考查分子的构型。
大多数分子的构型很复杂,但总是与下列简单分子的几何构型相联系:1甲烷(CH4):甲烷是正四面体构钩形,四个氢原子在四个顶点上,碳原子在中心。
这样结构的分子其最多为三个原子共面,最少也是三个原子共面,五个原子是绝不共面。
2 乙烯(CH2=CH2):乙烯时平面四边形,其中碳氢键角为120℃。
这样结构的分子中六个原子共面,4个原子共直线。
3 乙炔(CH=CH):乙炔是直线形,其中碳氢键夹角为180℃。
这样结构的分子中四个原子共线且共面。
4 苯(C6H6):苯是平面正六边形,其中碳氢键与碳碳键夹角为120℃,这样结构的分子中12个原子共平面,4个原子(对角线上)共直线。
在解这一类题时,除要熟悉这四种基本构型,还要注意,在共价型分子中,形成共价单键原子可以绕键轴旋转;形成建三健及其他复杂键的原子不能绕轴旋转。
例如1:—C=C-CH3 中最多________________原子共线,___________ 原子共平面。
分析:此分子是由苯,乙炔,甲烷三种分子分子构型构成的,分析三种分子构型特点就会很快找出答案。
最多_______________________ 个原子共线。
最多_______________________个原子共平面。
2___ 中最多有_________个碳原子共面,至少_____________个原子共面。
分析:此分子是由两个苯环通过单键连接的。
注意此单键可以绕轴旋转的,即两个苯环可以在同一个平面,也可以在不同的平面,但不管怎样这两个面总有一条交线。
最多有__________个原子共面。
至少有__________个原子共面。
练习:1 CH3 CH3—中至少有__________个碳原子共面,最多有________个原子共面。
2 已知:H—C—H分子内4个原子共平面,则HOOC——COOH分子中最多有______个原子共面。
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有机物中原子共平面的问题
模型
(1)乙烯(CH 2CH 2)分子是平面结构,2个碳原子、4个氢原子共平面;
(2)乙炔(C C H H
)分子是直线型结构,4个原子在同一直线上; (3)苯(
)分子是平面正六边形结构,6个碳原子、6个氢原子共平
面;
(4)甲烷(C H4)是正四面体结构,任意3个原子共平面;
(5)甲醛(C H
H O )分子是平面结构,4个原子共平面。
典例
例1请分析苯乙炔(
C CH )分子中最多有多少个原子共平面
例1 分析:与
C CH 直接相连的苯环上的碳原子相当于C C H H 分子中1个氢原子所处的位置,应与
C CH 在同一条直线上;与苯环相连的C CH 中碳原子相当于苯分子中氢
原予所处的位置,应在苯环所在的平面内.由此可知
C CH 所在直线上有两点在苯环的平面内,所以苯己炔分子中所有原子均在同一平面,即苯乙炔分子中8个碳原子、6个氢原子均在同一平面内。
例2:有机物C CH 2
CHO H
分子中至少有多少个碳原子处于同一平
面上?
例3:结构式为
CH 3
CH 3的烃,分子中至少有多少个碳原子处在
同一平面上?
例4:我国在反兴奋剂问题上的坚决立场是支持“人文奥运”的重要体现.某种兴奋剂的结构如下图所示。
试求它的分子中共平面的碳原子最多有多少个?
OH
OH HO
C 5H 11C
CH 2H 3C
答案
例2 分析:由苯分子的空问构型可知,苯环上的6个碳原子、4个氢原
子以及与苯环直接相连的两个碳原子一定共平面。
由乙烯的分子结构可知,CH 2CH
中的原子在同一平面。
由乙醛分子结构可知,CHO 中的原子在同一平面.由碳碳单键可以旋转,可知
C
CH 2CHO H
分子中所有的原子可以共面。
即分子中9个碳原子在
同一平面内。
例3 分析:由苯分子的空间结构可知,苯环上的六个碳原子以及与
它直接相邻的两个碳原子共面。
另外与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子,处于两苯环旋转的轴线(两苯环之间的碳碳键可以旋转)上,也应该共面.另外,与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子,处于两苯环旋转轴线(两苯环之间的碳碳单键可以旋转)上,也应该共平面.所以,分子中至少有9个碳原子共平面。
例4分析:由苯的分子结构可知,OH
中的碳原子共
面,
OH
HO中碳原子共平面。
由乙烯的分子结构可知,
C
CH2
H3C中的碳原子共平面.C5H11中的5个碳原子通过碳碳单键的旋转也可以共平面。
综合以上分析.结合碳碳单键可以旋转.可知该兴奋剂分子中所有碳原子都可能共平面.共平面的碳原子最多有17个。