有机物共面问题
有机物共线共面问题的判断技巧
有机物共线共面问题的判断技巧一、共线与共面基本概念在有机化学中,共线与共面问题是指分子中的原子或基团是否处于同一平面或直线上。
共线问题主要涉及碳碳三键和苯环中的原子共线问题,而共面问题则更加复杂,涉及到多种因素。
二、判断原则和方法判断有机物分子中的原子是否共面或共线,需要遵循以下原则和方法:1.烷烃分子中C原子周围最多有3个H原子与其共平面。
2.含有苯环的有机物分子中,与苯环直接相连的原子一定与苯环共平面。
3.含有碳碳双键或碳碳叁键的有机物分子中,与双键或叁键碳原子直接相连的原子一定与双键或叁键共平面。
4.含有-C=O的有机物分子中,与氧原子直接相连的原子与C=O共平面。
5.某些取代基中有苯环、碳碳双键或碳碳叁键等结构时,可能影响到整个分子中的原子共平面。
6.利用空间几何关系,判断原子是否共平面或共直线。
三、常见有机物的共线与共面问题实例分析1.丙炔中的C≡C键和甲基中的C-C键的C原子周围最多有2个H原子与其共平面。
2.苯酚分子中的苯环上的所有原子共平面,-OH基处于该平面上,故该分子最多有14个原子共平面。
3.氯乙烯和苯乙烯中的双键碳原子周围最多有4个H原子与其共平面。
4.甲醛分子中的C=O双键和C原子周围最多有2个H原子与其共平面。
5.含有苯环的有机物分子中,如果苯环上含有甲基等取代基,则取代基中的H原子最多有3个与其共平面。
6.含有-CN基的有机物分子中,与氮原子直接相连的原子可能为2个或3个与其共平面。
7.含有-CH=CH-结构的有机物分子中,如果存在π-π共轭,则与碳碳双键碳原子直接相连的原子可能为4个与其共平面。
8.含有-C≡C-结构的有机物分子中,如果存在π-π共轭,则与碳碳叁键碳原子直接相连的原子可能为2个与其共直线。
9.含有-OH基的有机物分子中,如果存在氢键,则与氧原子直接相连的原子可能为3个与其共直线。
10.含有苯环的有机物分子中,如果存在硝基等取代基,则硝基中的氮原子的直线结构可能会影响整个分子中的原子共直线。
有机化合物共线共面问题的判断
有机化合物共线共面问题的判断1. 什么是共线共面?好嘞,咱们今天聊聊有机化合物里那些“共线”和“共面”的事儿。
这听上去有点复杂,其实说白了,就是化合物里的原子是怎么排布的。
想象一下,几位老朋友聚在一起,如果大家站成一条线,那就叫“共线”;如果他们凑在同一个平面上,就叫“共面”。
在化学的世界里,这种排列会影响化合物的性质和反应,所以可得好好琢磨琢磨。
1.1 共线的意思首先,咱们先说说“共线”。
你可以想象一下,像一根绳子一样,所有的原子都一字排开,稳稳当当。
这种排布往往会让化合物显得更稳定,反应起来也比较简单。
比如说,某些分子里,碳原子如果排列得像小排队似的,就可能让它们之间的结合力更强。
1.2 共面的意思再来说说“共面”,就是那些原子聚在一个平面上,像开会似的。
通常这种情况下,分子之间的相互作用会比较强,反应也可能更活跃。
咱们在研究的时候,得分清楚,看看哪些原子是“站队”的,哪些是“开会”的,才能弄明白化合物的特性。
2. 判断共线共面的方法接下来,就得说说咱们怎么判断这些原子的排列。
别担心,虽然听上去很复杂,其实就像玩拼图,稍微动动脑子就能找到正确的方式。
2.1 轨道重叠首先,有个重要的概念就是“轨道重叠”。
这就像是在谈恋爱一样,两个原子之间的电子云得靠得很近,才有可能形成稳固的化学键。
如果这些原子恰好在同一条线上,轨道重叠得特别好,那这就可以认为是“共线”了。
想象一下,你和朋友手拉手站成一条线,肯定比随便凑在一起更稳当。
2.2 角度判断其次,我们还可以通过测量角度来判断。
比如说,某些化合物里,如果原子之间的键角非常接近于180度,那就很可能是共线的;如果键角在120度左右,那可能就是共面的。
就像一场排舞,大家的舞步得协调,才能跳得又美又帅。
3. 实际应用中的意义说完这些基本的概念,咱们得聊聊这玩意儿的实际应用了。
很多时候,这些“共线共面”的性质直接关系到化合物的功能,比如药物的设计、材料的开发等等。
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。
人教版高中化学---有机物共线共面及氢谱
5.有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。纯净的A为无色黏 稠液体,易溶于水。为研究A的组成与结构,进行了如下实验:实验步骤如 下,解释或实验结论 (1)称取A 9.0 g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍。 A的相 对分子质量为:________。 (2)将此9.0 g A在足量纯O2中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、 碱石灰,发现两者分别增重5.4 g和13.2 g, A的分子式为:________。
2.已知D的分子式为C7H6O2,D能发生银镜反应、可溶于饱和
Na2CO3溶液、核磁共振氢谱显示有4种氢,确6O2,D能发生银镜反应,说 明分子中含有醛基,可溶于饱和Na2CO3溶液说明分子中 含有羧基或羟基,根据分子式官能团为羟基,核磁共振氢 谱显示有4种氢,官能团放在苯环的对位,则D的结构简 式
有机物的共 面共线问题
题组三 有机物的共线 共面判断
1.W (HOOC-CH=CH-CH=CH-COOH)分子中最多有___个原子在同一平面 内。
解析: 16
由题中信息可知与
直接相连的原子在同一平面上,又知与
直接相连的原子在同一平面上,而且碳碳单键可以旋转,因此W分子中
所有原子有可能都处在同一平面上,即最多有16个原子在同一平面内。
吸收)和CO2(用 的含量
吸收),
②现代元素定量分析法
二.相对分子质量的测定---质
谱法 质荷比(分子离子、碎片离子 的相对质量与其电荷的比值) 最大值即为该有机物的相对 分子质量。
2.有机物分子结构的鉴定
一.化学方法:利用特征反应鉴定出_____再制备它的衍生物进一步确认。
二.物理方法: 1.红外光谱 ①分子中化学键或官能团可对红外线发生振动吸收,不同化学键 或官能团_____不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而 可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。 2.核磁共振氢谱 ①不同化学环境的氢原子种数:等于吸收峰的_____每种个数:与吸 收峰的_____成正比
有机物分子共线共面完整问题 答案
有机物分子共线、共面问题 例题: 1、丙烷中最多有 3 个碳原子共面,最多有 5 个原子共面。
2、① 丙烯中有 3 个C 原子共面和 3 个H 原子一定共面。
丙烯中至少有 3 个C 原子共面和 3 个H 原子共面。
丙烯中最多有 3 个C 原子共面和 4 个H 原子共面。
丙烯中可能有 3 个C 原子共面和 4 个H 原子共面。
②2,3—二甲基—2—丁烯至少有 6 个原子共面,最多有 10 个原子共面。
③右上图的二烯烃至少有 6 个C 原子共面,最多有 10 个C 原子共面。
至少有 6 个原子共面,最多有 16 个原子共面。
3、甲苯有 12 个原子一定共面,最多有 13 个原子共面。
4、丙炔有 4 个原子一定共线,最多有 5 个原子共面。
5、①下图该有机物有 4 个原子一定在一条直线上,至少有 8 个原子共面,最多有 9 个原子共面。
CH 3-CH 2—CH =C(C 2H 5)-C ≡CH 中含四面体结构的碳原子数为 4 ,在同一直线上的碳原子数最多为 3 ,一定在同一平面内的碳原子数为 6 ,最少共面的原子数为 8 ,最多共面的原子数为 12 。
C=C CH 3 ╲ CH 3 ╱ H 3C ╱ ╲ H 3C C=C ╲ CH 3 ╱ ╱ H 3C C=C CH 3╲ CH 3 ╱ H 3C ╱ H 3C ╲③CH3--CH=CH-C≡C-CH3分子中,处于同一平面上的原子数最多可能是20 个。
【练习】1、下列有机分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是(D )A.CH2=CH-CN B.CH2=CH-CH=CH2C. -CH=CH2D.CH2=C-CH=CH2CH32、(双选)描述CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构的下列叙述中,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个碳原子一定都在同一平面上D.6个碳原子不可能都在同一平面上该分子结构中至少可以有8 个原子在同一个平面?最多可以有10 个原子在同一个平面3、甲烷分子中四个氢原子都可以被取代。
高中化学有机物中原子共平面问题
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 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? 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CCH 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CCH 2CHO H分子中至少有多少个碳原子处于同一平面上?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: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? 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: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。
有机物中原子共面的判断方法
有机物中原子共面的判断方法
1.平面构象分析法:通过分析化合物的平面构象来判断其中的原子是否共面。
当分子中所有的原子都处于同一平面时,就可以认为它们是共面的。
2. 坐标计算法:通过计算每个原子的坐标位置来判断它们是否共面。
如果所有原子的坐标位置可以用同一个平面方程表示,那么它们就是共面的。
3. 立体结构图法:通过绘制化合物的立体结构图来帮助判断其中的原子是否共面。
如果所有的原子都处于同一个平面,那么它们在立体结构图上的投影也应该是同一平面的。
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专题有机物分子共面共线问题的判断
专题有机物分子共面共线问题的判断xx年xx月xx日CATALOGUE目录•有机物分子共面共线问题的判断方法•有机物分子共面共线问题的实例展示•有机物分子共面共线问题在合成中的应用•有机物分子共面共线问题的进阶判断方法•有机物分子共面共线问题的总结与展望01有机物分子共面共线问题的判断方法1 2 3通过观察有机物分子的结构形式,判断不饱和键和双键的位置,确定分子构型。
直接观察法运用价层电子对互斥理论,判断分子构型是否符合价层电子对互斥理论,从而确定分子是否共面。
运用价层电子对互斥理论根据分子的对称性来判断分子是否共面,如果分子具有对称性,则分子一定不共面。
根据分子对称性判断根据碳碳单键的旋转自由度判断由于碳碳单键可以自由旋转,因此如果两个碳碳单键之间夹角为180度,则两个碳碳单键上的原子一定共线。
根据分子对称性判断如果分子具有对称性,则分子一定不共线。
根据分子轨道理论判断利用分子轨道理论分析分子的轨道结构,判断分子是否共线。
02有机物分子共面共线问题的实例展示在烯烃分子中,与双键C原子直接相连的原子和双键C原子共面,双键C原子与其相邻的C原子以及与双键C原子相连的原子共线。
总结词例如,在丁烯分子中,由于双键C原子与其相邻的C原子以及与双键C原子相连的原子共线,因此与双键C原子直接相连的四个原子(包括双键C原子)必然共面。
详细描述烯烃分子共面共线实例总结词在炔烃分子中,与三键C原子直接相连的原子和三键C原子共面,三键C原子与其相邻的C原子以及与三键C原子相连的原子共线。
详细描述例如,在丙炔分子中,由于三键C原子与其相邻的C原子以及与三键C原子相连的原子共线,因此与三键C原子直接相连的两个原子(包括三键C原子)必然共面。
炔烃分子共面共线实例总结词在芳香烃分子中,苯环上的所有原子共面,与苯环直接相连的原子和苯环上任意两个碳原子共线。
详细描述例如,在甲苯分子中,由于苯环上的所有原子共面,因此与苯环直接相连的四个原子(包括苯环上的四个碳原子)必然共面。
有机物分子共线共面问题大全 (2)
专题有机物分子共线、共面问题分子内原子共线、共面的判定,仅为一维、二维想象,但存在线面、面面的交叉,所以有一定的难度。
一、几个特殊分子的空间构型1.常见分子的空间构型:①CH4分子为正四面体结构,其分子最多有3个原子共处同一平面。
甲烷型:正四面体结构,4个C—H健不在同一平面上凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时,空间结构都是正四面体结构以及烷烃的空间构型 5个原子中最多有3个原子共平面。
四乙烯基甲烷最多多少原子共面最多有11个原子共面。
见图,C-C 单键旋转后,能使得中间的5个C原子共面,且使得6个H原子与这5个碳共面,共有11个原子共面。
②乙烯分子中所有原子共平面。
乙烯型:平面结构。
六个原子均在同一平面上凡是位于乙烯结构上的六个原子共平面③乙炔分子中所有原子共直线。
更共面乙炔型:直线型结构。
四个原子在同一条直线上凡是位于乙炔结构上的四个原子共直线。
④苯分子中所有原子共平面。
苯型:平面正六边形结构。
六个碳原子和六个氢原子共平面凡是位于苯环上的12个原子共平面。
⑤H—CHO分子中所有原子共平面。
(1)熟记四类空间构型.中学有机化学空间结构问题的基石是甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构。
(2)理解三键三角三键:C—C键可以旋转,而C=C键、C≡C键不能旋转。
三角:甲烷中的C—H键之间的夹角为109°28′,乙烯和苯环中的C —H键之间的夹角为120°,乙炔中的C—H键之间的夹角为180°。
2.单键的转动思想有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。
二、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。
判断有机物共面的方法
判断有机物共面的方法
1.通过分子结构判断:如果有机分子中有多个键的平面处于同一平面上,那么它们就是共面的。
这种方法适用于简单的有机分子,但对于复杂的有机分子则不够准确。
2. 通过光谱分析判断:紫外光谱和红外光谱能够提供有机分子中键的振动信息,如果两个键的振动在同一平面上,则可以判断它们是共面的。
3. 通过NMR谱图判断:核磁共振谱图(NMR)提供有机分子中氢和碳的位置信息,从而可以确定分子的三维结构。
如果分子中的两个键处于同一平面上,则它们的化学位移将非常相似。
总之,判断有机物共面的方法需要综合使用多种技术手段,才能得到准确的结果。
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有机物中原子共线、共面类问题分析
图 13)的结构与苯类似,也有大 π 键,分子中所有原子
共平面
乙苯和苯乙烯分子内共平面的碳原子数均为 7
D.(
2016 年全国卷 Ⅰ )异戊二烯
[
CH2 C(
CH3 )
CH CH2 ]分 子 中 最 多 有 11 个 原
子共平面 .
2
G丁烯相当于 2 个—CH3 取代了 CH2 CH2
苯的平面上,分子中共平面的原子数目最多为12+2+
热点追踪
程改革以发展化学学科核 心 素 养 为 主 旨,设 置 高 中 化
A.(
2016 年浙 江 卷)CH3CH CHCH3 分 子 中
的 4 个碳原子在同一直线上
△
例 1 下列说法正确的是( ).
OH (
X)分 子
Br
中所有原子一定在同一平面上
图 11
图
A.(
2018 年 江 苏 卷) Br
Br
N
OH
)分
(
Epy)中
D.(
2020 年 山 东 卷)
C 原子及其所连接的 4 个原子不能共平面,分子中 有
且只有 3 个原子共平面 .
图5
由图可知,
C
C 及与其直接相连的原子共平面,
虚线框内所有原子共面 .
由于 C—C 单键转动,虚 线 框
外—CH3 的 3 个 H 原 子 中 有 1 个 可 能 转 到 纸 面,与
框内原子可能共面 .
共面原子个数如表 1.
异戊
二烯分子中,
C—C 旋转而使 2 个 C
C 键及与 C
有机物共线共面问题的判断
有机物共线共面问题的判断有机物共线共面问题的判断,其实就是在说,咱们在研究分子结构的时候,得弄清楚这些原子是不是在同一条直线上,或者说是不是在同一个平面上。
这听起来有点儿高大上,其实不然,咱们生活中处处都能见到这样的道理。
就像你和朋友在一起,大家都排成一条线,能聊得更欢;但要是你们各自散开,话题可能就没那么热烈了。
想想看,分子就像是小伙伴们,得好好排排坐,才能玩得开心。
要判断有机物的共线共面,首先得看看它们的几何结构。
分子里那些小原子,尤其是碳原子,有时候可调皮了。
它们可以根据周围的环境,决定自己是“乖乖”坐在同一条直线上,还是“撒娇”散开来。
就拿烯烃来说吧,这玩意儿可酷了,双键一弄,整个分子立马变得活跃起来。
你得想象一下,分子里的原子像是在跳舞,双键就是那舞池里的DJ,调动着大家的热情。
哎呀,真是热闹非凡。
咱们再说说立体化学。
立体化学可是一门大科学,特别考验咱们的空间想象力。
两个原子就在你眼前,可它们之间的距离和角度可能让你无从下手。
想象一下,一个原子坐在桌子的一角,另一个在对角线上,光看着可没办法判断它们是不是在同一条直线上。
这个时候,咱们就需要一些小技巧,比如用模型来帮助理解。
用小球代表原子,搭个模型,整个过程就像在玩拼图,既有趣又能让你掌握真谛。
有些分子就像是天生的“社交达人”,它们的结构注定了能在同一个平面上友好相处。
这类分子通常是平面的,像苯环那样,六个碳原子围成一个圈,想想那个画面,真是别提多有趣了。
它们就像是老朋友,围坐在一起,聊聊八卦、谈谈人生,气氛轻松愉快。
这样的结构不仅稳定,反应性也相对较低,真是一种“佛系”存在。
然而,并不是所有的有机物都能如此轻松。
比如某些链状分子,它们的构型可复杂多了。
有些原子甚至会因排斥而导致整个结构变得扭曲,这时候想要判断它们的共线共面就得动动脑筋了。
就像你和几个朋友去聚会,结果有两个总是不合群,搞得气氛有些尴尬。
判断这些分子是否共线共面,就像是在寻找合适的搭档,得找到那种能愉快交流的组合。
有机物共线、共面类问题分析
有机物共线、共面类问题分析有机化学中,判断某有机物中碳原子共线或共面问题,是一类常考的问题,处理这样的问题除了必须具备一定的化学知识外,还应注意化学与数学的结合,运用所学立体几何知识,凭借简单分子作母体模型解决相关问题.以母体模型为基准,注意基团之间的连接方式,即价键的联结方式从而做出准确判断。
我们需要掌握烃类中甲烷、乙烯、乙炔、苯四种分子的空间构型,以其为母体模型并将其从结构上衍变至复杂有机物中,便能准确判断原子是否共线共面。
以下分析这四种分子空间构型,及其衍变过程。
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,而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。
例析有机物分子中原子的共面共线问题
例析有机物分子中原子的共面共线问题有机物分子里原子共线共面问题,其实质就是分子的空间几何构型问题。
对有机物分子空间几何构型的考查,符合《考试说明》中“将化学问题抽象成数学问题,利用数学工具解决化学问题”这一能力要求的精神。
同时考查了学生对有机分子立体形象的观察能力和空间想象能力。
绝大多数有机物分子的构型都是复杂的,但总是以一些简单分子的几何构型为模型。
解决有机物分子里原子共线共面问题可采用模型假借的方法。
即假借简单分子的几何构型来解决复杂有机物分子里原子的共线共面问题。
因此,熟练地掌握好一些简单分子的几何构型是解决这类问题的关键。
常见简单分子的几何构型有:①CH4是正四面体构型;任意三个原子在同一个平面内;②CH2═CH2是平面四边形构型,两个碳原子和四个氢原子在同一个平面内;③CH≡CH是直线型,四个原子在同一条直线上;④是平面正六边形结构,6个碳原子和6个氢原子在同一个平面内;⑤是平面结构,四个原子在同一个平面内(但两条碳氢键不在一直线上)。
⑥萘()和蒽()均为平面结构等。
其次要掌握好共价型分子里;形成共价单键的原子可以绕轴旋转,如苯分子中苯环可以任一碳氢键为轴旋转。
形成双键和叁键的原子不能绕轴旋转的特点。
结合上述简单有机物的结构特点和价键特点对组成和结构较复杂的有机物分子进行分析、对比和综合,就可容易的解决有机物分子里原子共线共面问题。
再有,审题时需注意题干是碳原子数还是所有原子数(包括氢原子等)。
还需注意“可能”、“一定”、“最多”、“最少”、“共面”、“共线”等关键词。
试举几例加以分析:例1:下列关于的说法正确的是A.所有碳原子有可能都在同一平面上B.最多只可能有9个碳原子在同一平面上C.最多有7个碳原子可能在同一条直线上D.最多只可能有5个碳原子在同一直线上解析:本题的分子以CH2═CH2、CH≡CH、苯为模型,根据它们的各自构型,可以判断,所有碳原子有可能都在同一平面上。
根据CH2═CH2的平面四边形构型,共线的碳原子只能有HC≡C-中的两个碳原子、苯环对位上的两个碳原子及双键左端的一个碳原子,共5个。
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有机物共线、共面问题基础知识:(1) 熟练掌握简单代表物分子的几何
构型代表物碳(氮)空间结构球棍模型结构特点
构型原子杂化方式
3spCH中心原子与两个原子面正四4共平面,另两个原子体型
必不在此平面上
2spCH平面型六个原子共平面42
CH sp直线型四个原子共直线22
2sp苯:CH十二个原子共平面平面正66六边形
2sp稠环芳香烃稠环芳香烃上的原子
及与它直接相连的原类似苯平面型萘:
子共平面蒽:
2spHCHO平面型四个原子共平面
3NHsp中心原子与两个原子锥角三3共平面,另一个原子型
必不在此平面上
(2) 形成共价单键的原子可以绕轴旋转,双键、叁键的原子不能绕轴旋转,单键可旋转是造成有机物原子不在同一平面上最主要的原因。
最多”,“最少、一定”、“可能、“所有原子”,审题时注意“碳原子”,(3) “共线、共面”。
口诀:四键三角单键旋,审题注意咬字眼。
“四键”即单键、苯环中特殊的碳碳键、双键、三键;
“三角”即:109°28′、120°、180°。
(4) 牢记几个基本规律:
①结构中每出现一个饱和碳原子,则整个分子不再共面。
②结构中每出现一个碳碳双键,至少有6个原子共面;
③结构中每出现一个碳碳三键,至少有4个原子共线;
④结构中每出现一个苯环,至少有12个原子共面
有机物共线、共面强化训练
1.描述CH-CH=CH-C≡C-CF分子结构的下列叙述中,正确的是33A.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...A. B.CH ≡CCH C.CH=C(CH) D.CHCH(CH)22333323.某烃的结构简式为。
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为b,一定在同一平面内的碳原子数为c,则a,
分别为b,c A.4,3,5 B.4,3,6 C.2,5,4 D.4,6,4
4.下列分子中的14个碳原子不可能处在同一平面上的是
A. B. C. D.
5.在分子中,处于同一平面上的原子数最多可能是
A.12个 B.14个 C.18个 D.20个
6.在分子中,处于同一平面上碳原子数最少是
A.10个 B.8个 C.14个 D.12个
7.已知碳碳单键可以绕键轴自由旋转,结构简式为如下图甲所示的烃,则下列说法中正确的是
A.分子中至少有9个碳原子处于同一平面上
B.分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
C.分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
D.该烃属于苯的同系物
8.六苯乙烷为白色固体,其结构如图。
下列说法不正确的是
A.它是一种芳香烃,易溶于乙醚中
B.它的分子式为CH3038C.它的一氯取代物只有3种
D.在同一平面上的原子最多有14个
9.(1999江苏初赛)在右面的分子结构式中,说法是正确的
A.所有的碳原子有可能处在同一个平面上
B.所有的碳原子不可能处在同一个平面上
C.所有的氧原子有可能同时处在苯环平面上
D.所有的氢原子有可能同时处在苯环平面上
10.甲烷分子中的氢原子全部被苯环取代所得的有机物分子结构简式如图所示,该分子最多有个碳原子共平面。
11.已知甲醛分子的所有原子均共平面,某分子具有如下结构:
CH(苯环)—CO—C≡C—CH,试回答下列问题:365(1)在同一直线上的原子最多有_______个;
个;_______)一定在同一平面上的原子最多有2(.
(3)可能在同一平面上的原子最多有_______个。
12.苯并[a]芘是一种稠环芳香烃(它的分子是研究致癌效应的参照标准)。
其结构式中有5 个环互相并合形成,则其共面的原子总数为个。
若参照苯的凯库勒的写法,则苯并[a]芘中碳碳双键的数目为个。
13.(2012四川高考)已知羰基为平面结构,则分子中最多有原子在同
一平面内。
原子共平面。
)环戊二烯()分子中
最多有14.(2011全国高考15.(1998江苏初赛)化合物中的碳原子不可能都在同一平面上,但有一个平面能包含的碳原子最多,请指出这个平面上的碳原子的编号(注意!仔细查清,。
否则多一个或少一个都将无分)
有机物共线、共面强化训练
(BC)DB(BD)D ACD(AC)
10. 13 11. 4 12 17 12. 32 10
14,13,8,7,6,5,4,3,2,13. 16 14. 9 15. 1.。