构造异构现象
2012-第二章 配合物的结构及异构现象
六配位 化合物
八面体 几何异构体数目
例
MA2B2C2
5
[Pt(NH3)2(OH2)2Cl2]
八面体配合物几何异构体数目 类型 MA6 MA5B MA4B2 MA3B3 MA4BC 数目 1 1 2 2 2
类型 MA3B2C
数目 3
MA2B2C2
5
MABCDEF
15
几何异构体的鉴别方法 (1) 偶极矩
量研究工作，随着各种现代结构测定方法的建立，配合
物的结构和异构现象更成为配位化学的重要方面。 配位多面体：把围绕中心原子的配位原子看作点，以线 按一定的方式连接各点就得到配位多面体。 用来描述中心离子的配位环境。
早在1893年维尔纳（瑞士）建立配位理论时，
就已经提出了使中心离子周围配体之间的静电斥力 最小，配合物最稳定，即配体间应尽力远离，从而 采取对称性分布，而实际测定结构的结果证实了这 种设想。 配合物的配位数与其空间结构有一定的联系，
例：Pt(II)配合物的偶极矩(Debye)：
顺式 [Pt(PPr3n)2Cl2] 11.5 反式 0
[Pt(PEt3)2Cl2]
（2） X射线衍射法
10.7
0
该方法可确定原子在空间的确切位置（三维坐 标），因此可用来鉴定几何异构体。 例：trans-[Cu(py)2Cl2] (平面正方形)。
如：[HgI3]-、[Pt(PPh3)3]
N C Cu C N Cu C N C
N C Cu C N Cu C
KCu(CN)2
已经确认的如 KCu(CN)2, 它是一个聚合的阴离子, 其中每个Cu (I)原子与两个C原子和一个N原子键合。
化学式为 ML3 化合物并不一定都是三配位. 如 AlCl3、AuCl3为四配位(确切的分子式为Au2Cl6)；
对映异构
有机化合物的同分异构构造异构是指分子式相同，而分子中原子相互连接的次序不同的一种异构现象，包括碳胳异构、位置异构和官能团异构。
构造相同，但分子中原子在空间的排列方式不同引起的异构现象称为立体异构（stereoisomerism ）。
分子中原子在空间的不同排列方式形成了不同的构型或构象，所以立体异构又分为构型异构与构象异构。
例如顺-2-丁烯与反-2-丁烯这种顺反异构即属于构型异构，丁烷的不同构象和环已烷的不同构象都属于构象异构 构型异构不仅包括顺、反异构，对映异构也属于构型异构，对映异构的分子式相同，构造也相同，只是构型不同。
现在可以把异构现象归纳为：顺反异构由于双键不能自由旋转，所以当两个双键碳原子各连有两个不同的原子或基团时，可能产生两种不同的空间排列方式。
例如2-丁烯：(I) 顺-2-丁烯 (II) 反-2-丁烯（沸点3.7 ℃） （沸点0.88 ℃）两个相同基团（如I 和 II 中的两个甲基或两个氢原子）在双键同一侧的称为顺式，在异侧的称为反式。
这种由于分子中的原子或基团在空间的排布方式不同而产生的同分异构现象，称为顺反异构，也称几何异构。
通常，分子中原子或基团在空间的排布方式称为构型，因此顺反异构也是构型异构，它是立体异构中的一种。
需要指出的是，并不是所有的烯烃都有顺反异构现象。
产生顺反异构的条件是除了σ键的旋转受阻外（双键或环），还要求两个双键碳原子上分别连接有不同的原子或基团。
也就是说，当双键的任何一个碳原子上连接的两个原子或基团相同时，就不存在顺反异构现象了。
例如，下列化合物就没有顺反异构体。
构象异构同分异构构型异构顺反异构对映异构立体异构构造异构碳架异构官能团异构位置异构互变异构C=CCH 3CH 3H HHHCH 3CH 3C=CC=C C=C aa a bbca a当与双键相连的两个碳原子上连有相同的原子或基团时，例如上面的(I)和(II)，可采用顺反命名法。
两个相同原子或基团处于双键同一侧的，称为顺式，反之称为反式。
同分异构现象的分类
同分异构现象的分类同分异构现象是指在化学反应中，由于反应物的结构不同而导致产物的结构也不同的现象。
根据不同的原因，同分异构现象可以分为构造异构现象、空间异构现象和立体异构现象三种类型。
构造异构现象是指分子式相同但结构不同的同分异构体。
这种现象是由于原子在分子中的连接方式不同所导致的。
例如，乙醇和乙醚就是一对构造异构体。
乙醇的分子式为C2H6O，它由一个碳原子、一个氧原子和六个氢原子组成，其中碳原子与氧原子之间通过单键连接。
而乙醚的分子式也是C2H6O，但它由一个碳原子、两个氧原子和六个氢原子组成，其中碳原子与两个氧原子之间通过一个氧原子上的双键连接。
这两种化合物在物理性质和化学性质上都有明显的差异，如乙醇具有独特的酒精味和溶解性，而乙醚则具有特殊的麻醉作用。
空间异构现象是指分子式和结构相同但空间构型不同的同分异构体。
这种现象是由于分子在空间中的排列方式不同所导致的。
例如，左旋和右旋的丙氨酸就是一对空间异构体。
它们的分子式都是C3H7NO2，结构上只有一个手性碳原子，但它们的空间构型不同。
左旋丙氨酸的空间构型是左旋的，而右旋丙氨酸的空间构型是右旋的。
这两种异构体在生物活性和药理学上有着明显的差异，如左旋丙氨酸是人体必需氨基酸的一种，而右旋丙氨酸则具有放射性和毒性。
立体异构现象是指分子式和结构相同但立体构型不同的同分异构体。
这种现象是由于分子中的键的旋转或翻转所导致的。
例如，顺丁烯和反丁烯就是一对立体异构体。
它们的分子式都是C4H8，结构上都是由四个碳原子和八个氢原子组成，但它们的立体构型不同。
顺丁烯的碳链是直线型的，而反丁烯的碳链则是呈现折叠状。
这两种异构体在物理性质和化学性质上也有着明显的差异，如顺丁烯具有较高的沸点和熔点，而反丁烯则具有较低的沸点和熔点。
同分异构现象不仅在有机化学中广泛存在，也在无机化学和生物化学中有所体现。
在有机化学中，同分异构现象使得我们能够合成不同性质的化合物，从而拓宽了化学的应用领域。
烯烃(二)
2
+ HOCl
CH 3 -CH-CH OH Cl
2
反应遵守马氏规则，因卤素与水作用成次卤酸（H-OCl）,在次卤酸分子中氧原子的电负性较强，使之极化 成
HO
δ
Cl
δ
，氯成为了带正电荷的试剂。
3、加水反应 烯烃直接水合生成醇的反应需在酸催化下进行(常用
的酸为硫酸或磷酸)。
CH
2 = CH 2
+
H 2O
起反应。故烯烃的加卤素实际上是指加氯或加溴。
应当指出的是：烯烃还可与I—Cl、I—Br按马氏规则加 成。
2）烯烃也能与卤水等（混合物）起加成反应，
CH 2 =CH
2
+ HOCl (Cl 2 +H 2 O)
CH 2 OH
CH Cl
2
是制取重要有机合成原料 环氧乙烷（ O ）的中间体
氯乙醇
CH 3 CH=CH
(E )-1 - 氯 -2 - 溴 丙 烯
CH
3
CH
3
CH 2 CH 2 CH C=C
2
3
CH 3 CH 2 - > CH (CH 3 ) 2 CH- > CH
33 CH 2 CH 2 -
2、
CH 3 CH
CHCH CH
3
3
(Z)-3-甲基-4-异丙基庚烷
Br
3、
Cl C=C H
Br > Cl
Cl
Cl > H
H2 O 2
硼氢化 – 氧化反应，是用末端烯烃来制取伯醇的好方法， 其操作简单，副反应少，产率高。在有机合成上具有重要
的应用价值。
硼氢化反应是美国化学家布朗（Brown）与1957年发现的，
有机化学中的异构体
有机化学中的同分异构同分异构体包括构造异构体与立体异构体而构造异构体中包括碳架异构、位置异构、官能团异构。
立体异构又包括构象异构与构型异构。
(一)立体异构一、构象异构1、定义由于高分子链的构象不同所造成的异构体,又称内旋转异构体。
注:(1)小分子的稳定构象数=3^(n-3) (n为分子中单键碳原子数目,n>2)(2)高分子的可实现构象数远小于3^(n-3),但一个高分子的可实现构象数远多于一个小分子的稳定构象数(因高分子的n值很大)。
2、构象与构型的主要区别(1)、从起因方面瞧,构象就是由单键内旋转所造成的原子空间排布方式;构型就是由化学键所固定的原子空间排列方式。
(2)、从改变方面瞧,构象发生改变时不虚破坏化学键,所需能量较少(有时分子的热运动就足够),较易于改变;而构型发生改变时需要破坏化学键,所需能量较大,不轻易改变。
(3)、从分离方面瞧,不同的构象不能用化学的方法分离,而不同构型可以用化学的方法分离。
(4)、从数目方面瞧,稳定构象数只具有统计性,且稳定构象数远多于有规构型数;而有规立构的构型数目可数。
3、晶体中的高分子链构象晶体中的分子链构象有螺旋形构象、平面锯齿形构象等。
(1)、两个原子或基团之间距离小于范德华半径之与时,将产生排斥作用。
(2)、分子链在晶体中的构象,取决于分子链上所带基团的相互排斥或吸引作用的情况。
(3)、有规立构高分子链在形成晶体时,在条件许可下总就是尽量形成时能最低的构象形式。
(4)、基本结构单元中含有两个主链原子的等规聚合物,大多倾向于形成螺旋体构象。
(5)、若存在分子内氢键,将影响分子链的构象。
4、溶液中的高分子链构象(1)、高分子溶液中,除了刚性很大的棒状分子之外,柔性分子链大多都呈无规线团状。
(2)、当呈螺旋形构象的高聚物晶体溶解时,可由棒状螺旋变成部分保持棒状螺旋小段的线团状构象。
二、构型异构构型异构:就是原子在大分子中不同空间排列所产生的异构现象。
3有机化合物的构造、构型和构象
CH3CCH2CCH3
关于构造异构：
• 前三种异构的突出特征有：①异构体没有数目 限制，碳数越多，异构体数目就越多。②异构 体之间物理和化学性质相近但有差异，分离困 难。③ 异构体之间难以通过简单的化学或物理 方法相互转变。所以，一般没有专门的章节去 叙述它们。但要注意有些异构体并不能明确分 出它们属于哪一种异构，有时候是几种异构体 的混合。如：环己烷和己烯，他们既可以说是 官能团异构也可以说是碳链异构。 • 互变异构是一种平衡，属于一种客观存在， 在具体化合物的化学和物理性质方面没有区别。 就两种异构体。不能分离，可以检测出。
举例
乙烷 碳SP3杂化 四面体结构
Ethane
为什么要研究有机分子的构型？
分子的几何形象对于分子的化学及物 理性质的影响是非常惊人的 碳原子本身，可以彼此结合形成不 同的同素异形体，如无定型碳、石墨、 金刚石和近来发现的足球烯，由于具有 不同的几何形象，因此具有完全不同的 性质，外观分别为黑色粉末至块状、暗 灰色片状、无色透明和黄色的晶体。
顺反异构体的标记方法
• （1）顺反标记法 • （2）Z/E标记法
顺反标记法 如果两个相同的原子或基团在双键平 面或环平面的同侧称为顺式，在不同 侧为反式。
A C C B B
B
A
A C C
B A
顺式
反式
举例
C2H5 H C C CH3 H
H COOH
顺-2-戊烯
HOOC H
CH3 H C C H H C C H CH3
目前通过X射线衍射已可确定。
Cl C H C
H Cl
Cl C Cl H CH3
COOH H OH H OH COOH
Cl
Cl F H H
有机化合物的结构特点(第4课时 同分异构体的书写)(课件)高二化学(人教版2019选择性必修3)
C—C—C—C—C
C C—C—C—C—C
C
C—C—C—C—C C C
C C—C—C—C—C
C
C C—C—C—C—C
C
C C—C—C—C—C
C
分子式为C7H16的同分异构体
C—C—C—C
C C—C—C—C
CC
注意：在书写烷烃同分异构体时，甲基不能连接在主 链的两端，而乙基不能连接在两端的第二位。
PART 02
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原子与Cl原子交换)。
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。
随堂演练
已知分子式为C12H12的烃的分子结构可表示为 C CH3─
─CH3
若环上的二溴3代．下物列有各选9项A种．中和物同质分的B．分异C子H构式3O都体C相H,同3请和，C推其H中3断C属H其于2O同环H一类上物的质的四是溴代物的同分异构
01
骨架异构
02
位置异构
PART 01
构造异构现象的书写
（1）碳架异构
降碳对称法
主链由长到短， 支链由整到散， 位置由心到边， 排布由邻到间。
下面以C7H16为例，写出它的同分异构体：
①将分子写成直链形式：CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3
②从直链上去掉一个—CH3，依次连在剩余碳链中心对称线一侧的各个碳原子
可分别连接的碳原子号码是：2和2、2和3、2和4、3和3。
注意：在书写烷烃同分异构体时，甲基不能连接在主链的两端， 而乙基不能连接在两端的第二位。
分子式为C7H16的同分异构体
C—C—C—C—C—C—C C—C—C—C—C—C
配位化学(第二章)
有三种水合异构体。 [ Cr Cl (H2O)5 ] Cl2 · H2O
蓝绿色
[ Cr Cl2 (H2O)4 ] Cl · 2H2O
绿色
（6）聚合异构 具有相同的化学式，各个聚合异构体的化学 式是最简式的 n 倍。例如： [ Co(NH3)3(NO2)3 ] n =1 [ Co(NH3)6 ] [ Co(NO2)6 ] n =2 [ Co(NH3)4(NO2)2 ] [ Co(NH3)2(NO2)4 ] n =2 [ Co(NH3)5(NO2) ] [ Co(NH3)2(NO2)4 ] 2 n =3 [ Co(NH3)6 ] [ Co(NH3)2(NO2)4 ] 3 n =4 [ Co(NH3)4(NO2) 2 ] 3 [ Co(NO2)6] [ Co(NH3)5(NO2) ] 3 [ Co(NO2)6] 2 n =4 n =5
可见，多原子配体分别以不同种 配位原子与中心离子键合的现象称为 键合异构。
[ CoBr (NH3)5 ]SO4 → [ CoBr (NH3)5]2+ + SO42暗紫色
[ Co SO4(NH3)5 ] Br → [ Co SO4(NH3)5]+ + Br紫红色
（5）水合异构 凡是化学组成相同，但水分子在内界和外界 分布不同的配合物，互为水合异构。 例如：CrCl3· 6H2O [ Cr(H2O)6 ] Cl3
Co
Cl
H3 N H3 N
NH3
Co
Cl
NH3
面式-三氯· 三氨合钴(Ⅲ) fac-[ Co(NH3)3Cl3
Cl
经式-三氯· 三氨合钴(Ⅲ) mer-[ Co(NH3)3Cl3 ]
2.2.2 旋光异构现象
旋光异构又叫对映异构。 对映异构：组成相同，空间构型相同，互为不 可重叠的镜像关系，就象人的左右手一样，这样的 异构体叫对映异构体。 例如： Ma2b2 c2型八面体配合物有一对对映 异构体。
构造异构体
构造异构体构造异构体是旋光异构体。
1.异构体分类异构体分为以下三类：1、碳链异构：由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象。
2、官能团位置异构：由于官能团的位置不同而引起的异构现象。
3、官能团异类异构：由于官能团的不同而引起的异构现象。
化学上同分异构现象是指具有相同化学式，有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。
化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
立体异构体（stereoisomerism），根据IUPAC 金色书的定义是指具有相同原子连接顺序，但原子在空间排列不相同的同分异构体。
这种异构现象称为立体异构。
具有不同光学性质的立体异构体又称光学异构体，光学异构”以前将立体异构划分为几何异构、旋光异构和构象异构三类，但目前较好的分类是将其分为对映异构和非对映异构两类，其中非对映异构又包括顺反异构（即几何异构）和构象异构。
2.构造异构与构型异构是什么？构造异构有这几种⒈碳链异构：异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。
正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构：异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。
又可分为官能团位置异构和取代基位置异构。
⑴官能团位置异构是因官能团取代不同类型的氢而引起的。
1-丁烯CH2=CHCH2CH3和2-丁烯CH3CH=CHCH3 ⑵取代基位置异构是取代基取代不对称环上不同类型的氢而引起的。
1-甲萘和2-甲萘⒊官能团异构是异构体的分子式相同而分子中的官能团不同的现象。
乙醇CH3CH2OH 和甲醚CH3OCH3的分子式都是C2，但官能团不同。
3.构造异构包括什么？构造异构可分为以下3类：异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。
正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构：异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。
有机化学名词解释
名称
内容
同分异构现象
分子式相同而结构相异因而其性质也各异的不同化合物，称为同分异构体，这种现象叫做同分异构现象。
构造异构现象(constitutional isomerism)
只是分子中各原子间相互结合的顺序不同而因起的而致的异构现象，叫做构造异构现象。
共价键键长
形成共价键盘的两个原子的原子核之间，保持一定的距离，这个距离称为键长（键距）。
键的伸缩振动
只改变分子瞬时间的键长，但并不改变键角的键振动叫做键的伸缩振动。
键的弯曲振动
在不改变键长的情况下，发生了键角的改变的键振动叫做键的弯曲振动。
张力能
大多数环烷烃的燃烧热比烷烃的每个CH2的燃烧热高，这就表明环烷烃比开链烷烃具有较高的能量，这高出的能量叫做张力能。
弯曲键
环烷烃的键的电子云没有轨道轴对称，而是分布在一条曲线上，故通常称为弯曲键。
共轭效应
由共轭体系的结构所引起的键的离域及键长的改变、能量的降低或稳定性的增加的性质，是共轭体系特有的效应，因此叫做共轭效应或离域效应。。
π，π共轭效应
单双键交替的共轭体系叫做π，π共轭体系，这个体系所表现的共轭效应叫做π，π共轭效应
超共轭效应（π，σ共轭效应）
由定域于两个原子周围的π电子云和σ电子云发生离域而扩展到更多原子的周围，而降低了分子的能量，增加了分子的稳定性的离域效应，我们称这为超共轭效应或π，σ共轭效应。
P, π共轭效应
由π键的P轨道和碳正离子中sp2碳原子的空p轨道相互平行且交盖而成的离域效应，叫做P, π共轭效应。
双烯合成
共轭二烯烃和具有碳碳双键的不饱和化合物进行1，4-加成反就，生成环状化合物，这个反应叫做双烯合成。
有机化合物的结构、命名、同分异构现象及电子效应
（2）σ 键与π 键：
σ键 两个原子的轨道沿键轴方向重叠，电子云绕着键 轴对称分布。
π键
两个原子的轨道互相平行 进行最大的侧面重叠，电 子云分布在两个原子键轴 的平面的上方和下方。
甲烷的分子结构
乙烷的分子结构
乙烯的分子结构
乙炔的分子结构
（3）电子的离域——离域键 分子轨道理论：组成 分子的所有原子的价 电子不只从属于相邻 的原子，而是处于整 个分子的不同能级的 分子轨道中。
N 1 H
N
1
O
1
OCH3
H 3C
N
2－ 甲 基 － 4－ 甲 氧 基 吡 啶
9、部分化合物的俗名、部分缩写
蚁酸、醋酸、草酸、硬脂酸、软脂酸、酒石 酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果糖、麦芽 糖、蔗糖、核糖、脱氧核糖、甘氨酸、卤仿、 甘油；DMF、THF、DMSO、DNA、RNA
要点：
1、掌握母体的选择、主碳链的选择以 及编号原则。
5 － 溴 － 2 － 己 炔
6、次序规则
在系统命名法中，取代基排列的先后顺序、顺反构 型的确定、手性化合物的构型等都是根据次序规则， 按一定的方法确定。 (i) 将原子或原子团游离价所在的原子按原子序数大 小排列，原子序数大的原子优先于原子序数小的 原子。 例如：Br>Cl>O>C>H (ii) 对同位素元素，则按相对原子质量大的优先于相 对原子质量小的排列。 例如：T>D>H
路易斯式
H H HC C H H H H H HC C H
H H CC HC CH CC H H
凯库勒式
H H HC C H H H
H H C C H H
结构简式：CH3CH2CH2CH2CH3 键线式
顺反异构和对映异构
Cl
H
C=C
H
CH3
反- 1- 氯丙烯
H
CH3
顺，顺-2，5-庚二烯
H
H
H
C=C
C=C
CH3
H
C2H5
反，顺-2,4- 庚二烯
CH3
H
C2H5
C=C
C=C
H
H
H
顺，反-2,4- 庚二烯
Br H
CC
CH3
Cl
如何命名？
(2)构型的Z/E命名法 首先确定每个双键碳上所连的两个原子或
基团的优先顺序 如果a>b, d>f ，则以下两式的构型为
型也不一定是E构型。
H3C
CH3
CC
Cl
H
H3C
H
CC
Cl
CH3
顺-2-氯-2-丁烯
反-2-氯-2-丁烯
(E)-2-氯-2-丁烯
(Z)-2-氯-2-丁烯
H
COOH
C=C
CH3
CH3
顺 _ 2 _ 甲基 _ 2 _ 丁烯酸
(E)_ 2 _ 甲基 _ 2 _ 丁烯酸
H
H
C=C
CH3
C6H5
C=C
H
H
顺 , 顺 _ 1_ 苯基 _1,3 _ 戊二烯 (1Z , 3Z) _ 1_ 苯基 _1,3 _ 戊二烯
COOH
C OH
H
CH3
COOH
HO C
H3C
H
含一个手性碳原子的化合物的对映异构
含一个手性碳原子的化合物有一对对映 体，对映体的旋光度大小相等，方向相反。
如：2-羟基丙酸(乳酸)的Fischer投影式：
《构造异构现象》课件
异构现象的分类
总结词
异构现象可以分为构造异构、立体异构和同分异构等类型。
详细描述
根据结构上的差异原因，异构现象可以分为构造异构、立体异构和同分异构等类型。构造异构是指由于化学键的 连接方式不同而导致的异构现象；立体异构则是因为分子中的原子或基团在空间上的排列不同而产生的；同分异 构则是由于分子中取代基的位置不同而引起的。
2023
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化学原理
在化学中，构造异构现象是由于原子 或分子的排列和连接方式不同而产生 的。这些不同的排列和连接方式会影 响分子的化学性质和行为。
总结
构造异构现象的化学原理主要涉及原 子或分子的排列和连接方式，这些因 素决定了分子的化学性质和行为。
构造异构现象的生命科学原理
生命科学原理
在生命科学中，构造异构现象表现为生物大分子的结构和功能多样性。这些大分子如蛋白质、核酸等 ，由于不同的氨基酸或核苷酸排列顺序和空间结构，具有不同的生物学功能。
详细描述
通过对环境中的污染物分子进行构造异构改造，可以有效 降低其对环境的危害性，从而改善环境质量。例如，通过 改变有机污染物的分子结构，可以降低其生物毒性和环境 持久性。
总结词
提高污染治理效果
总结词
预测环境影响
详细描述
通过对环境中的物质进行构造异构分析，可以预测其对环 境的影响。例如，通过研究不同形态的污染物分子对生态 系统的毒性作用，可以预测其对生态系统的长期影响。
通过对实验数据的深入分析和解读 ，研究者能够更准确地揭示构造异 构现象的内在机制和规律。
同分异构现象分为三类
同分异构现象分为三类：构造异构、立体异构和电子互变异构
构造异构包括：碳架异构（比如正丁烷和异丁烷）、位置异构（比如1-丙醇和2-丙醇）、官能团异构（比如丙醛和丙酮）、互变异狗（比如葡萄糖和果糖）、价键异构（比如苯和杜瓦苯），显然这些异构产生的原因都是因为化学键之间的不同形成的
立体异构包括：构型异构（顺反异构、旋光异构）、构象异构（比如交叉型和重叠型），显然这些异构产生的原因都是因为原子的对称中心或者对称面两端不对称所致。
§3-3 几何异构现象
一,几个概念
构造异构:分子式相同,原子或基团相互连接的 构造异构 顺序和方式不同. 几何异构: 几何异构:分子的构造相同,原子或基团在π 键平面或环状分子平面两边排列方式不同产生 的异构现象,称为 几何异构现象 顺/反异异构) 几何异构现象(顺 反异异构 反异异构) 几何异构产生的原因) (几何异构产生的原因). 构型异构: 构型异构:分子的构造相同,由于原子或基团 在空间排列方式不同产生的异构现象,称为构 构 型异构现象.
把环状化合物的碳环近似看作一个平面,环碳原子 上的取代基有在平面上,下之分,会出现顺反 异构现象. 两个碳原子上两个取代基在平面同侧的为顺(cis-) 式异构体,在异侧的为反( trans-)式异构体. 命名时,"顺"或"反"置于名称前:
环上有两个以上位置各有一个取代基时,选 选 参考基团" 择其中编号位次最低者 为"参考基团",在位号 前加 "r"表示,其余取代基用顺或反表示与 "参考基团"的立体关系:
二,含双键化合物的几何异构现象
重点介绍几何异构体的Z/E标记法. 标记法. 重点介绍几何异构体的 标记法 双键 >C=C<,>C=N-和 -N=N- 阻碍了形 成双键的原子绕两原子轴线旋转,使两原子 上连的不同原子或基团出现了不同空间排列, 即出现了顺反(几何)异构现象. 哪些化合物存在顺反异构体? 哪些化合物存在顺反异构体?
注意:顺/反,Z/E 是两种命名方法,后者包括 注意 前者,但顺式不完全是 Z 式,反式也不完 顺 反 全是E式. -H
3
C H
C
C
C H
H
H
C H
第二章 配合物的结构和异构现象
配位数为５的配合物具有以下特点：
(1)、具有不稳定性，因为以静电力起主要 作用，则配合物容易岐化，形成配位数为４ 和配位数为６的配合物。 (2)、配位数为５的配合物对热敏感也容易 转化。 2. 四方锥结构
如：[VO（acac） 2］（CH3CO-CH=COCH3)
底面的4顶点为2个乙酰丙酮基（acac）的O 占据，锥顶为钒酰（VO）的O2－占据。
中心离子是以sp3或d3s杂化轨道与合适
的配体轨道成键。 （2）、配体的特点： （a)、从空间效应：配体的体积大有利于形 成四面体。
（b)、带负电荷的配体有利于形成四面体。
（c)、弱场的配体有利于形成四面体。
2、平面正方形（D4h ） 如： [Ni(CN)4]2- (d8) ， [Pt(NH3)4]2+ (d8), [Cu(NH3)4]2学式相同，但原子和原子间的键合顺序 不同。 立体异构：两种和多种化合物的化 学式相同，原子和原子间的键合顺序也 相同，但原子在空间的分布情况有所不 同。 配合物的异构现象不仅影响其物理 和化学性质，而且与配合物的稳定性和 键性质也有密切关系。其中最重要的是 几何异构现象和光学异构现象。本节首 先讨论几何异构现象。
直线形，D∞h 如 ： [CuCl2]-, [Ag （ NH3 ） 2]+, [HgCl2]Cu(NH3)2+, AgCl2, Au(CN)2，HgCl2– [Ag(NH3)2]+，HgX2
S Ag C N Ag S
AgSCN晶体
S Ag N C
二、配位数３
配位数为３的配合物，其空间结构一 般为平面三角形. 原因：当三个配体配位于没有非键电子 的中心原了，只有在配体占等边三角形的三 个角即键角为120°，配体之间的斥力最小。 中心原子是以 sp2、dp2、或ds2杂化 轨道与配体的合适轨道成键。单核的平面３ 配位的配合物不多。 如：[HgI3]- 、[Pt0（PPh3）3]
举例构造异构
举例构造异构全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：在自然界和人类社会中，异构是一种普遍存在的现象。
异构指的是物质、能量、结构、功能等在某些方面具有差异或独特性的事物之间的关系，这种差异性和独特性是构成事物间互相联系和互相影响的基础。
在各种自然现象和社会现象中都可以找到异构的身影，下面我们将利用一些具体的例子来展示异构的构造。
我们来看自然界中的异构现象。
在生物体中，异构体现为不同种类的生物之间的差异性。
不同种类的鸟类在食性、繁殖方式、羽毛颜色等方面都有明显的差异，这些差异决定了它们在生态系统中的定位和作用。
喜欢觅食于水中的水鸟和栖息在树梢上的树居鸟之间就存在着明显的生存差异，它们通过各自独特的生活方式来利用环境中的资源，共同维系着生态系统的稳定。
在自然界中还有许多异构现象，比如植物的根系结构、动物的体型特征、微生物的生长环境等，这些差异都为生物在不同生态环境中的适应和生存提供了基础。
我们来看人类社会中的异构现象。
在社会中，异构体现为不同群体之间的差异性和独特性。
在不同国家和地区的人们在语言、风俗、宗教信仰等方面都有显著的差异，这些差异构成了各种文化的多样性。
每种文化都有其特有的表达方式、价值观念和行为规范，这些差异对人们的生活方式、思维习惯和社会行为产生着深远影响。
东方文化中注重“礼”、“义”、“廉”、“耻”的价值观念，而西方文化中强调个人自由和民主平等，这两种文化的差异在思维方式、社会结构和制度建设中体现出来。
不同行业、不同职业、不同利益集团之间也存在着差异性和独特性，它们通过不同的生产方式、竞争策略和利益诉求来构建自己独特的发展路径和社会地位。
我们来看技术领域中的异构现象。
在技术发展的过程中，各种技术体系、技术标准、技术平台之间都存在着差异性和独特性。
不同的操作系统、编程语言、数据格式等在技术特性、应用领域、市场需求等方面都有各自的特点，它们为不同类型的软件开发、网络通信、数据处理等提供了丰富多样的选择。
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4
5
6
7
8
9
20
40
异构 体数
1
1
1
2
3
5
9
18
35
366319 (36万)
62,491,178,805 ,831 （62万亿）
随链烷烃中碳原子数增加，碳架异构体数目 急剧增加。
2、链烷烃碳架异构体的推导
用碳链逐步缩短的方法推导碳架异构体数目，以己烷 为例说明推导过程：
以C6H14为例：
1. 首先写出最长的直链：CH3CH2CH2CH2CH2CH3
有机化合物同分异构的几个概念
1、分子结构的三个层次：构造、构型和构象
分子的结构：分子中原子互相排列顺序和相互结合 关系称为分子的结构，表示分子结构的化学式 称为结构式。
分子的构造：分子中原子间相互连接的顺序和结合 方式称为分子的构造，表示分子构造的化学式 称为构造式。
分子的构型：分子中原子或基团在空间排列形状称 为分子的构型，表示分子构型的化学式称为构 型式。
个异构体：
Br
Br
Br
1-溴环己烯
3-溴环己烯
4-溴环己烯
三、官能团异构现象
1. 分子式相同，构成官能团的原子连接顺序 和方式不同形成不同的官能团，可以形成不同 类化合物，构成官能团异构现象。
2.例1.分子式为 C3H6 的化合物，可以是丙烯 CH2=CHCH3 和环丙烷 两个化合物。
例2.分子式为 C2H6O 的化合物，可以是甲 醚CH3OCH3 和乙醇 CH3CH2OH 两个化 合物。
例3.分子式为 C2H4O 的化合物，可以是 乙 醛 CH3CHO、乙烯醇 CH2=CH-OH 和环 氧乙烷 三个化合物。
例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、 烯醇、烯基醚、脂环醇和环氧烷烃等六类化合 物。如：
C C C O C C C C C C C C OH
C
异丁醛
O
丁酮
OH
H2C CHOCH3CH3
1.开链烷烃的碳链异构现象
甲烷CH4、乙烷CH3CH3、丙烷CH3CH2CH3无碳架 异
构，用甲基-CH3取代丙烷中不同类型的氢原子，得
到同两个样丁用烷-C的H碳3架取异代构丁体烷: 碳架异构体中的不同类 型氢原子，可以得到戊烷的3个碳架异构体：
不同碳原子数的烷烃的碳架异构体数目：
C原 子数
1
2
3
1-丁烯
CH3CH CHCH3
2-丁烯
CH3 CH3C CH2
2-甲基丙烯
CH CCH2CH3
1-丁炔
CH3C CCH3
2-丁炔
例3.碳环化合物也能形成官能团位置异构 体。如甲酚有三个异构体：
CH3
CH3
OH
OH
邻甲苯酚
OH
间甲苯酚
CH3
对甲苯酚
在多官能团化合物中，官能团位置异构体
还表现在官能团相对位置，如溴代环己烯有三
例如：环己烷 C6H12可以写出12个异构体：
C
C
C
C
C
C CC C
C
C
C
CC C
CC C
C CC
CCC CCC
二、官能团位置异构现象
各类化合物可以看成是官能团取代相应烃中的氢原子 的产物。官能团取代碳架异构体中的不同氢原子，形成 了官能团位置异构现象。
例1.丁烷有两个碳架异构体，可形成四个一元醇的异构 体：
同分异构体：具有同分异构现象的化合物称为同 分异构体。
构造异构现象：分子式相同，分子中原子相互连 接顺序不同现象称为构造异构现象。
§3—1 构造异构现象
这里只简单介绍碳链（碳架）异构的正确书写方法 ：
一、碳架异构现象
分子中碳原子相互连接的顺序不同，产生不同 的碳链或碳环现象，称为 碳架（骨架）异构现象。
CH3CH2CH2CH2OH 1-丁醇
H
H3C
CC OH H2
CH3
2-丁醇
H H3C C CH2 OH
CH3
CH3 H3C C OH
CH3
2-甲基-1-丙醇
2-甲基-2-丙醇
例2.在丁烷碳链异构体各碳上引入双键或三 键，形成官能团位置异构体，可形成三个丁 烯异构体和两个丁炔异构体：
H2C CHCH2CH3
（92.5%）
H3C C CH C O C2H5 OH O
（7.5%）
H3C C CH2C CH3
OO
（24%）
H3C C CH C CH3
O
OH
（76%）
例2.硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构
O H3C CH2N
O
OH CH3CH N
O
例3.亚硝基苯酚与肟互变异构
HO
Hale Waihona Puke NOON OH
在这些平衡混合物中，各组分是互为同分 异构体，但很难分离出纯的某种互变异构体。
2-丁烯醇
CCCC O
乙基乙烯基醚
环丁醇
1，2-环氧丁烷
分子中原子数目越多，形成官能团异构体数目也越多。
四、互变异构现象
在常温下，不同官能团异构体处于动态平衡之中， 能很快地互相转变，称为互变异构现象。它是一种 特殊的官能团异构。
例1. 酮与烯醇间互变异构:
H3C C CH2C O C2H5 OO
分子的构象：同一种分子构型由于单键的旋转使分 子在空间的不同排列构型称为分子的构象，表 示分子构象的构型式称为构象式。
2、同分异构
碳链（碳架）异构
构造异构
官能团位置异构 官能团异构
同分异构
互变异构
立体异构
构型异构 构象异构
顺反异构 光学异构
同分异构现象：化合物的分子式相同，分子的结 构和性质不同的现象称为同分异构现象。
2. 其次写出减少一个碳原子的最长碳链：
CH3CHCH 2CH2CH3 CH3CH2CHCH 2CH3
CH3
CH3
3. 再次写出减少两个碳原子的最长碳链：
CH3
CH3
CH3CHCHCH 3
CH 3CCH 2CH 3
CH3
CH3
3、环烷烃碳架异构现象
逐步缩小碳环，缩下来的碳，连到缩小后的 碳环的不同位置上，写出环烷烃碳架异构体。