同分异构体书写技巧论文
浅谈高中化学教学中同分异构体的书写_张晓进
第26卷第6期凯里学院学报V ol.26N o.6 2008年12月Journal o f Kaili U niversity Dec.2008浅谈高中化学教学中同分异构体的书写张晓进(岑巩中学,贵州岑巩557000)摘 要:结合收集的资料和长期从事高中化学教学的实践经验,通过分析整理、消化归纳,得到同分异构体的几种写法,供同行教学时参考.关键词:高中化学;有机物;同分异构体;书写教学中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1673-9329(2008)06-0140-03 有机物同分异构体的推导与判断,是高中有机化学教学的重点和难点.同分异构体的知识虽然在高中化学教材中只占较少的篇幅,但它贯穿于高中有机化学的始终.同分异体的知识可以说是起点低,但综合性强.从有机物结构、性质的推导,直至计算,无处不与同分异构体的知识紧密相连.同分异构体的知识既是高考的热点,同时也是学生学习突破的难点.学生在学习过程中,常常把握不准,不是多写就是少写,所以掌握同分异构体的书写规律是非常必要的.如何才能在教学中突破有机物的同分异构体的书写难关呢?笔者认为,首先要引导学生归纳出高中有机化学所学的同分异构体的类型,中学化学中常见的同分异构体有碳链异构、官能团的种类异构、官能团的位置异构三大类;其次是训练学生掌握烷基的书写方法以及熟悉4个碳以下的烷基的书写,以培养学生思维的严密性与灵活性.具体对同分异构体书写方法的学习,可采用以下过程和方法进行.1 烷烃同分异构体的书写在书写C5H12,C6H14等烷烃的同分异构体的基础上,归纳烷烃的同分异构体的书写方法:主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边.然后思考、讨论和交流乙烷、丙烷、丁烷的思维组成:即乙烷可以看成是甲烷分子中的1个氢原子被甲基取代,也可看成是2个甲基连接而成;丙烷可以看成是乙烷分子中的1个氢原子被甲基取代,或者是看作乙基与甲基连接而成.进一步思考,甲基、乙基、丙基、丁基分别有多少种,如何书写.2 烷基同分异构体的书写烷基就是烷烃去掉1个氢原子后剩下的部分,因此,烷烃分子中有几种“等效氢”(连接方式完全等同,所处的位置及“环境”等同),就可以得到几种烷基.如甲烷、乙烷只有一种“等效氢”,所以甲基、乙基均只有1种:C H3—,CH3CH2—.丙烷(CH3CH2CH3)虽然只有1种结构,但其“等效氢”有2种,所以丙基有2种:C H3C H2C H2—、(CH3)2C H—.分子式为C4H10的烷烃有2种,正丁烷:CH3CH2CH2CH3;异丙烷:C H3C H(CH3)2.正丁烷和异丙烷的“等效氢”各有2种,所以丁基有4种:CH3CH2CH2CH2—,C H3C H2C HCH3,(CH3)2C HCH2—,CH3C(CH3)2.在明确了常见烷基的书写方法的基础上,让学生考虑一氯丁烷、二氯丁烷各种有多少种同分异构体(3种、5种),并写出它们的结构简式.3 一卤代烃、二卤代烃同分异构体的书写一卤代烷就是烷烃分子的1个氢原子被卤原子取代所得到的物质,因此烷烃分子中有多少种等效氢,就有多少种一卤代烷.也可以是烷基与1个* 收稿日期:2008-09-28 作者简介:张晓进(1970-),男,贵州岑巩人,岑巩中学一级教师.卤原子结合所得,所以一卤代烷的种类与烷基的种类相等.如一氯丙烷有2种:CH 3CH 2CH 2—Cl 、(CH 3)2CH —C l ;一氯丁烷有4种:C H 3C H 2C H 2CH 2—Cl ,CH 3CH 2C ClH CH 3,(CH 3)2CH CH 2—Cl 、CH 3C Cl(CH 3)2.如果是苯及苯的同系物的一卤代物又该如何书写呢?还是找等效氢,有多少种等效氢,就有多少种一卤代物.由于苯环上的等效氢与苯环的对称轴直接相关,因此在书写关于苯环上的取代(卤代、硝代)产物时,首先应找出对称轴,然后再从对称轴开始进行编号,离对称轴等距离的碳原子等效,碳原子的氢原子也等效.二甲苯的同分异构体和它们的对称轴如下:所以它们在苯环上的一氯取代位置分别有1种、3种和2种,所以二甲基氯苯共有6种.如果没有强调是苯环上的一氯代物,就还要考虑甲基上的氢原子.二氯代物则是在一氯代物的基础上用氯原子进一步取代剩余的氢原子,所以此时有几种等效氯,就有几种二氯代物,但要注意避免重复.当我们要根据分子式写同分异构物时,可以先计算它的不饱和度(Ψ),根据不饱和度以及分子式中的氧原子个数,可以推断该有机物可能具有什么样的官能团,然后把官能团拿出来,剩余的就是烷基,只要进行组合即可.如果写分子式为C 4H 8Cl 2的同分异构体,计算不饱和度可知,我们要写的就是二氯丁烷的同分异构体.丁烷的同分异构体有2种:正丁烷:CH 3CH 2CH 2CH 3;异丁烷:CH 3CH (CH 3)2.正丁烷分子中的等效氢有2种,给它编号:CH 3—C H 2—CH 2—CH 3,二氯丁烷的种数可以用下列方法确定:当1号等效氢被第一个氯原子取代后,第二个氯原子可以继续取代剩余的1号等效氢以及2号等效氢,记为1-1,有2种,1-2,也有2种.当2号等效氢被第一个氯原子取代后,第二个氯原子可以继续取代2号等效氢,记为2-2(此时切记第二个氯原子不要再去取代1号等效氯,否则,就会出现重复),有2种,共6种.异丙烷分子中的等效氢有2种:CH 3—CH (CH 3)2,用与上述相同的方法得:1-1,有2种,1-2,有1种,共3种.所以丁烷的二氯代物共9种.知道了卤代烃的同分异构体的写法,其他的有官能团的有机物的同分异构体的书写方法应该比较简单,只不过把卤原子变成了其他的官能团进行分析即可.4 醇、醛、羟酸(只有一种官能团)等有机物同分异构体的书写 由于上述有机物只有一种官能团,因此我们可以把这些有机物看成是由官能团和烷基(或苯基)构成的.当要根据分子式书写有机物的同分异构体时,可先计算有机物的不饱和度,以确定有机物可能含有什么官能团,再看剩余的是什么烷基(有时可能是苯基),然后写出烷基的同分异构体,并把烷基与官能团进行组合即可.例如,当对分子式为C 4H 10O 的醇,要写出其所有同分异构体时,可以先把官能团—OH 拿出来,剩余的便是丁基C 4H 9—.由于丁基有4种,所以分子式为C 4H 10O 醇的同分异构体有4种.若要问有多少种丁醇可以氧化成醛,可以先拿出能够氧化为—CH O 的原子团—CH 2OH ,此时只剩余丙基—C 3H 7,丙基有2种,所以其中能够氧化为醛的只有2种.醛和酸与醇非常相似,它们的官能团—CH O ,—COOH 和—O H 都只能连接一个烃基,所,以只需把官能团拿出来,剩余的烷基有几种,它们的同分异构体就有几种.5 炔烃、酯(只有一种官能团)等有机物同分异构体的书写 炔烃、酯(只有一种官能团)与醇、醛、羟酸不同,它们的官能团碳碳三键(—C ≡C —)、酯基(—COO —)都要连接两个原子或原子团.—C ≡C —是对称结构,它的两边即可连接氢原子,也可以连接烷基.当两边所连接的烷基或氢原子互相调换时,结构不变.而酯基(—COO —)是非对称结构,两边所连接的原子或原子团一旦调换,结构就会发生变化,得到的是两种不同的结构.且—COO —的氧原子必须连接碳原子,不能连接氢原子,否则就会成为羟酸.例如,当要写分子式为C 6H 10的炔烃的所有同·141·第6期张晓进:浅谈高中化学教学中同分异构体的书写分异构体时,通过计算可知Ψ=2,由于要写的是炔烃的同分异构体,碳碳三键的不饱和度恰好为2,说明除了碳碳三键就只有烷基.当把官能团—C≡C—拿出来后,只剩余4个碳原子的烷基.然后把4个碳原子分配在碳碳三键的两边,有0和4;1和3;2和2,3种分法,但由于4个碳的丁基有4种,3个碳的丙基有2种,2个碳的乙基只有1种,所以C6H10炔烃的同分异构体共有7种.再如,当要写的是分子式为C5H10O2酯的所有同分异构体时,从不饱和度可知,该酯就是由酯基和烷基组成的.而当把—COO—拿出来后,同样剩余4个碳的烷基,此时可以把碳原子分配在酯基的两边,分为:3和1;2和2;1和3;0和4(第一个数字的烷基与酯基中的碳原子相连,第二个数字的烷基与酯基中的在氧原子相连),于是可以很容易知道该酯的同分异构体有9种.如果对4个碳及其以下的烷基的写法很熟,要写出每一种同分异构体,也是比较容易的.6 烯烃同分异构体的书写烯烃的官能团为—C=C—,两边还要分别连接两个原子或原子团,如果要用上述方法来写烯烃的同分异构体,就需把剩余的烷基分成4份,稍有不慎,就会多写或少写,因此,写烯烃的同分异构体时,最好不要用上述方法.而用大家最常用的同分异构体的写法.例如,当要写分子式为C6H12烯烃的所有同分异构体时,可以先写出6个碳的碳架的同分异构体: 然后分析碳架的对称性,最后将双链在碳链上(但要注意碳原子最多只能形成且必须形成4个共价键)移动,因此C6H12烯烃的同分异构体共有13种.总之,有机物的同分异构体的书写有一定的难度,但只要认真总结和探索其解答方法,悟出其中的道理,也就不那么难了.即使是多官能团的有机物同分异构体的书写,也有其书写规则,应用以上方法只要灵活处理也能很快找出答案.参考文献:[1]李万春.同分异构体专题复习[J].高中生,2005(12):56-57.[2]杨小燕.运用有序思维复习同分异构体[J].中学化学教学参考,2004(4):35-36.[3]相虎.例谈确定同分异构体总数的特殊方法[J].中学生数理化(高三版),2006(8):71-73.[4]罗功举.思维有序破解疑难———酯的同分异构体的书写[J].数理化学习(高中版),2008(5):59-61.[5]王晓敏.取代产物同分异构体种数的确定[J].数理化学习(高中版),2007(2):63-64.[责任编辑:潘志清]·142·凯里学院学报第26卷。
有机物同分异构体学习策略论文
浅谈有机物同分异构体的学习策略【中图分类号】g63 【文献标识码】b 【文章编号】2095-3089(2013)17-0-01有机化学是化学学科的重要组成部分,是高考的重点知识模块,也是历年高考的重点考点。
而有机物同分异构体的学习是有机化学学习的一个难点,如何引导学生破解这个难点、让学生轻松有序地学习同分异构体的书写和推断,为更好地学习有机化学奠定基础。
下面我谈谈我在多年教学中的几点体会。
一、深刻理解同分异构体的概念,把握同分异构体的实质有机物同分异构体就是具有相同的分子式而结构式不同的有机物之间互称为同分异构体。
“同分”就是分子式相同,“异构”就是结构式不同或分子中各原子在空间的连接不同。
不管由什么已知条件出发,最终要归结到“同分”、“异构”。
二、了解引起同分异构的原因,分清同分异构的类型引起同分异构的原因在高中阶段让学生了解的主要有三个:(1)碳胳异构(也叫骨架异构),主要是因为碳原子在空间的排列不同造成的异构方式。
例如:正戊烷、异戊烷和新戊烷;(2)位置异构,主要是因为官能团所处的位置不同而引起的异构方式。
例如:1-丁烯和2-丁烯;1-丙醇和2-丙醇。
(3)官能团异构,就是不同类物质间的异构或不同官能团之间的异构。
例如:同碳原子数的羧酸、酯和羟基醛,即乙酸乙酯、丁酸和3-羟基丁醛。
对于顺反异构和对映异构,中学阶段不作要求。
老师可向学生作常识性的介绍。
三、引导学生总结不同类型同分异构体的书写方法1.骨架异构—减少碳原子法骨架异构是烷烃的异构方式也是其它异构的基础,减少碳原子法是书写同分异构体的最基本方法。
例1:利用减少碳原子法分析六个碳的骨架异构(1)六个碳的“直线型”骨架 c-c-c-c-c-c,(2)少一个碳的骨架 c-c-c-c-c 根据对称性找出两个位置可上甲基 c-c-c-c-(3)少两个碳的骨架 c-c-c-c根据对称性找出一个位置,若上一个乙基则无位置,若上两个甲基就一个一个分步上,先上一个甲基,有一个位 c-c-c-c 后上一个甲基有两个位置(4)少三个碳的骨架 c-c-c此骨架不能上三个甲基或一个甲基和一个乙基或一个丙基,说明没有少三个碳的骨架异构。
例析同分异构体的书写
例析同分异构体的书写摘要:同分异构体是化学课本中的重要知识。
同分异构体的书写需要遵循很多原则,本文对此进行了论述。
关键词:同分异构体;种类;书写方法;原理作者简介:王文娟,任教于云南省腾冲一中。
有机物的同分异构现象是有机物的重要特点之一,同分异构体的知识也贯穿于中学有机化学的始终。
因此,分析、判断同分异构体也就成为有机化学的一大特点。
有机物同分异构体的推导与判断,是有机化学的重点和难点知识,其重要性从近几年高考题不难看出,是每年必考的热点内容,也是学生感到难度较大的一个知识点,这类试题主要是考查学生的空间想象能力和同分异构体的结构式书写能力。
所以,考生在平时训练中就应逐渐领会其中的本质,把握其中的规律。
下面结合例题从以下几个方面谈谈同分异构体的书写知识以及同分异构体的种类。
一、书写同分异构体必须遵循的原理化学中许多式子的书写都需要遵循一定的原则,同根异构体也不例外。
同分异构体的书写要遵循“价键数守恒”原理:在有机物分子中的碳原子价键数为4,氧原子的价键数为2,氢原子的价键数为1,不足或超过这些价键数的结构都是不存在的,都是错误的。
二、同分异构体的种类书写同分异构时,要看清是否有限定范围结构要求,列出各种类别,理清思路按基本类别写,基本方法为:碳链异构→官能团位置异构→官能团异构。
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。
三、同分异构体的书写方法书写同分异构体时,关键在于书写的有序性和等效性。
烷烃的碳链异构是基础,再此基础上,分析碳链结构的特点,碳链异构可以按照以下方法书写:碳链由长到短,支链由整到散,位置有心到边,排布由对到邻到间。
书写烃的衍生物的同分异构体时应首先书写碳架,然后在碳架上直接增加或插入官能团;官能团异构可以先去掉官能团后写剩余的碳链异构,也可用取代法,先碳链异构再位置异构。
同分异构体的书写(烷烃为主)
同分异构体的书写(烷烃为主)同分异构现象有三种,一是碳链异构,由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象,如CH3CHCH3和CH3CH2CH2CH3。
|CH3主要是以烷烃异构的书写为基础的;官能团位置异构(如双键、三键、羟基、羧基等等),由于官能团的位置不同而引起的异构现象,如:CH3CH2CH=CH2和CH3CH=CHCH3。
还有就是种类的异构,主要有:单烯烃与环烷烃;二烯烃、炔烃与环烯烃;醇和醚;酚与芳香醇或芳香醚;醛与酮;羧酸与酯;硝基化合物与氨基酸;葡萄糖与果糖;蔗糖与麦芽糖等。
同分异构现象现象的考查很普遍,要注意抓住其要领。
烷烃只存在碳链异构,一般采用减链法。
书写时有如下技巧:首先写出不带支链的烷烃分子即最长链,然后从最长链减少一个碳原子作为取代基,在剩余的碳链上连接,即主链由长到短,支链由整到散,位置由中心排向两边的原则,写出其他同分异构体。
而且,在书写烷烃分子的同分异构体时一方面为了简便其见,可以先不写出氢原子,只用碳原子的不同关系来表示,因为同分异构体的形成正是由于碳原子的位置或排列变化而引起的.【这种表达方式一般称为碳干】例:C6H12的同分异构体的书写步骤①将分子中全部碳原子连成直链做为母链C―C―C―C―C―C②从母链的一端取下一个C原子,依次连接在母链中心对称线一侧的各个C原子上,即得到多个带有甲基,主链比母链少一个碳原子的异构骨架【但应注意取代基不能连在末端,否则与原直链时相同,即甲基不能放在1号碳原子上】C―C―C―C―C C―C―C―C―CC C③再从母链上一端取下两个C原子,这两个C原子相连成一个乙基【-C-C】或分成两个甲基【-C】,依次连在母链所剩下的各个碳原子上,得到多个带乙基或带两个甲基,主链比母链少2个碳原子的异构体骨架。
【但应注意取代基不能连在末端,且乙基不能放在2号碳原子上,所以本例中不能为一个乙基,只能是两个甲基】CC―C―C―C C―C―C―CC C C④按照上面的规律,继续减少主链上碳原子数目,直到不能在减少碳链为止。
浅谈高中化学教学中同分异构体的书写
体( 3种 、 ) 并写 出它 们 的结 构简 式. 5种 ,
3 一 卤代烃 、 卤代烃 同分异构 体 的书 写 二
一
卤代 烷 就是 烷 烃分 子 的 1个 氢 原 子被 卤原
烷可 以看成 是 甲烷 分 子 中的 1 氢 原 子 被 甲基 取 个
代 , 可看成 是 2个 甲基 连 接 而成 ; 烷 可 以看 成 也 丙
类 相 等. 一 氯 丙 烷 有 2种 : 如 CH。 l CH CH 一C 、
( H。 H—C ; C )C l一氯 丁烷 有 4种 :
C H 。 H z H CH 2 Cl CH 。 C C 一 , CH 。C CH 。, H
握 烷基 的书 写方法 以及 熟悉 4个 碳 以下 的烷 基 的
正 丁烷 和异丙 烷 的“ 等效 氢” 有 2种 , 以丁基 有 各 所
4种 :
CH 3 CH 2 CH2 CH2 , 一 CH 3 CH 2 CHCH3,
书写 , 以培养 学生 思 维 的严 密 性 与 灵 活性 . 体 对 具
是多写 就是 少写 , 以掌握 同分异 构体 的书 写规律 所
是 非 常必要 的.
如 何 才 能在 教 学 中突 破有 机 物 的 同分 异构 体
的书写 难关 呢? 笔者认 为 , 首先要 引导学 生 归纳 出 高 中有 机化学 所学 的 同分异构 体 的类 型 , 中学 化学
( CH。 H。虽 然 只有 1种结 构 , 其“ CH C ) 但 等效 氢 ”
同分异 构体 书写 方法 的学 习 , 可采 用 以下过程 和方
法进行 .
( CH 。 2 ) CHCH 2 , 一 CH3 CH3 2 C( ).
1 烷 烃 同 分 异 构 体 的 书 写
同分异构体的书写方法总结
同分异构体的书写方法总结同分异构体,又称同分互异结构体,是指多个化合物具有相同的分子式,但却由不同的原子排列而组成的化学物质。
科学家、化学家们对这种物质非常感兴趣,因此研究人员们致力于了解它们的特性和书写方法,以实现更好的分析与研究。
首先,在讨论同分异构体的书写方法之前,涉及到一个基本概念共价键。
共价键可以定义为一种电子对之间的相互作用,这种作用可以促使原子之间形成一种紧密的结构,称之为共价键。
因为原子之间存在共价键,所以有可能形成多种形式的同分异构体,其中每种同分异构体由多个共价键组成。
其次,要书写同分异构体,要先定义他们的结构,这样可以让读者更加清楚地理解。
当结构定义好之后,便可以开始画出结构示意图,结构示意图的绘制过程应该包含一些基本的步骤,如把原子用圆圈表示,把共价键用虚线表示,并且要尽可能详细地描绘出原子和共价键的位置关系等,画好结构示意图后,接下来就要正式进行同分异构体的文字描述书写了。
在书写同分异构体的文字描述时,应该尽量避免使用数字或者字母,而是使用具体的化学名称。
比如,甲烷丙烷这种同分异构体,它由三个氢原子和一个碳原子组成,书写时可以把它称为甲基丙烷或乙基丁烷。
此外,在书写同分异构体文字描述时,还要注意括号的使用,比如,将一个含多个结构的同分异构体,用括号括起来,然后使用斜体标记出每个结构,以阐明不同结构之间的区别。
最后,在书写同分异构体时,应该注意把元素名称和原子数写清楚,以便今后更详细地讨论和推导。
当书写完毕,应当检查一遍,确认处所有的原子数和元素名都写的正确无误。
以上就是有关同分异构体的书写方法总结。
同分异构体的书写方法,从明确结构到文字描述都有一定的标准,希望研究人员能够仔细按照这一书写方法,以正确地书写同分异构体,促进其在化学领域的研究与进步。
同分异构体的书写
同分异构体的书写
同分异构体是指具有相同分子式但结构不同的化合物。
在化学中,同分异构体的书写是一个重要且复杂的问题。
在本文中,我们将探讨同分异构体的书写问题,并探讨如何解决这一问题。
同分异构体的书写问题主要涉及到两个方面:同分异构体的识别和同分异构体的命名。
首先,我们需要对分子式相同但结构不同的化合物进行识别。
这可以通过化学命名法,如IUPAC命名法,来实现。
例如,对于分子式为C2H4O2的化合物,我们可以通过IUPAC命名法将其命名为1,2-二醇。
其次,我们需要对分子式相同但结构不同的化合物进行命名。
这可以通过查阅化学命名法手册,如Chemical Terminology,来实现。
例如,对于分子式为C2H4O2的化合物,我们可以通过查阅化学命名法手册将其命名为1,2-二醇。
此外,同分异构体的书写问题还涉及到同分异构体命名规范的使用。
同分异构体命名规范包括使用系统命名法、习惯命名法或罗马命名法对化合物进行命名。
例如,我们可以使用系统命名法将分子式为C2H4O2的化合物命名为1,2-二醇。
使用习惯命名法,我们可以将分子式为C2H4O2的化合物命名为丙二酸。
使用罗马命名法,我们可以将分子式为C2H4O2的化合物命名为柠檬酸。
总结起来,同分异构体的书写是一个复杂且重要的问题。
我们需要在识别和命名同分异构体时遵守规范,以确保我们的文章内容流畅且准确。
通过正确使用化学命名法手册,我们可以解决同分异构体书写的问题。
同分异构体的书写方法
同分异构体的书写方法同分异构体是指分子式相同、结构式不同的化合物,它们具有相同的分子式但却有不同的结构式。
在有机化学中,同分异构体是一种非常常见的现象,它们在化学性质和物理性质上都存在着差异。
因此,正确地书写同分异构体的结构式对于有机化学研究和实验都具有重要的意义。
下面将介绍同分异构体的书写方法。
首先,要正确理解同分异构体的概念。
同分异构体是指分子式相同、结构式不同的化合物,这意味着它们的分子式中含有相同种类和数量的原子,但是这些原子的连接方式不同。
例如,丙酮和异丙醇就是一对同分异构体,它们的分子式都是C3H6O,但是它们的结构式却不同,丙酮的结构式为CH3COCH3,而异丙醇的结构式为CH3CHOHCH3。
其次,要掌握正确的结构式书写方法。
在书写同分异构体的结构式时,首先要明确每个原子之间的连接方式和空间排布。
可以通过简单的分子模型或者化学软件来辅助理解和确定结构式。
其次,要注意标注各个原子之间的化学键,包括单键、双键、三键等。
这有助于清晰地展示同分异构体的结构差异。
最后,要标注有机官能团的位置和类型,以便更准确地描述同分异构体的结构特征。
再次,要注意同分异构体的命名规则。
同分异构体的命名通常遵循有机化合物的命名规则,包括主链命名、取代基命名等。
在书写同分异构体的结构式时,要根据命名规则正确地标注各个原子和官能团的位置,并用适当的编号来表示它们之间的连接顺序。
这有助于确保同分异构体的结构式清晰、准确。
最后,要重视实验中的同分异构体鉴别。
在有机化学实验中,正确鉴别同分异构体的结构是非常重要的。
可以通过物理性质、化学性质、光学性质等方面来进行鉴别。
在书写同分异构体的结构式时,要结合实验数据来验证和确认结构的准确性,以确保实验结果的可靠性。
总之,正确书写同分异构体的结构式对于有机化学研究和实验都具有重要的意义。
要掌握正确的书写方法,包括理解同分异构体的概念、掌握正确的结构式书写方法、遵循命名规则、重视实验鉴别等方面。
有机物同分异构体的书写方法和规律总结
2020年第34期总第491期数理化解题研究有机物同分异构体的书写方法和规律总结赵世宏(甘肃省天水市天水长城中学741000)摘 要:在历界全国各地高考理综化学中,I 卷选择题的个别选项甚至整个小题都是同分异构体数目的确定,H 卷都要涉及到某条件的异构体数目的确定和结构简式的书写问题.要求考生在很短时间内进行变式和统摄整理完成问题的解答是有一定难度,这就需要考生掌握一定的书写方法和规律,能根据分子式结合有 机物的化学特性和不饱和度迅速确定可能的官能团,再按类别介助分子的对称性,应用组合法进行快速确定数目 .关键词:同分异构;对称性;组合法;高中化学中图分类号:G632 文献标识码:A 文章编号:1008 -0333(2020)34 -0097 -03在高考理综化学中同分异构体的书写和数目确定 所占分值较大全国各地高考中在I 卷和n 卷中均有出现.这种题可以也是充分考查化学核心素养.一个有机分子式代表了三种异构现象:碳链异构、位置异构和类 间异构.一般的书写思路是:先考查可以分为几类(类间异构),再每个类考查碳链异构,最后每种碳链上改 变官能图的位置成为位置异构.现以后两种异构体的 书写来说明如何确定有机物同分异构体及数目.一、链烃异构体的书写方法链烃异构体主要是以烷烃为代表的碳链异构,它们是构成其它物质的基石,其它物质的异构体都是根据链 烃的异构体来改写.1.饱和碳链异构(烷烃异构体)的书写[以庚烷(C 7H 14)为例]第一步:先写最长碳链(后面都是一样,这只写出碳链, 不写氢原子)C —C —C —C —C —C —C第二步:从原长链中依次减碳,做为取代基,减去1个碳做甲基(-CH 3),减去2个碳做2个甲基或1个乙基(-C 2H 5,剩余主碳链碳数M5时),依次类推.剩余的碳链用对称轴把碳原子分类(用相同数字表示,虚线表示对称轴,下同).第三步:按剩余碳链的对称性放回被减去部分.②①|①② ②①丨①②C —C —C-f C —C —CC —C —C-S-C —C —C1 I 1 CHsI CH3第四步:重复第二和第三步,直到不能再减碳为止.CHsCHs ②a C —C —C )②:―C —C②』①②c —c —ci —c —c② 回②C —C —^—C —CC PH2CH3CHsCHs'CHs ②①② c —c —a —c —cII ②①②C —C —($—C —CC —C —C —Cchs C hsCHs ! CHsCH3CH32.不饱和碳链异构(烯烃和炔烃)的写法烯烃和烘烃的异构体包括碳链异构和双键或叁键的位置异构,一般分这两步书写分两步书写.现以已烯(C 6H 12)和已烘(C 6H 10)为例说明.第一步:先写碳链异构,用对称轴把C — C 键分类,第二步:把标序号的位置变为双键(当某个碳已达4价,不能变双键)或叁键(当某个碳已达3价,不能变叁键).第1条碳链得到的种烯烃和三种烘烃,第2条碳链收稿日期:2020 -09 -05作者简介:赵世宏(1966. 3 -),男,甘肃省天水人,硕士,中小学高级教师,从事高中化学教学研究.— 97—数理化解题研究2020年第34期总第491期有4种烯烃和2种烘烃,第3条碳链有3种烯烃和]种烘烃,第4条碳链有2种烯烃无烘烃,第5条碳链有1种烯烃和]种烘烃,下面是第一条碳链的,其余未显示.二、一元取代物异构体的书写一元取代物包括一卤代烃、一元醇、醛、酸等.通过两步完成书写,先写碳链异构,并按对称性对碳分类,再放入官能团.现以一氯戊烷(C5H n Cl)为例:先写碳链异构如下:第一步:写碳链异构,并用对称轴对碳原子分类:②①丨①②①\②/①C—C4C—c c-^-c!z1\/①c、第二步:组合:碳链异构的三种组合:左边的一条,同一个碳①和②上分别放两个氯;同种碳①①和②②组合;不同种碳两个①②组合,共1+1+1+1+2=6种.右边的碳链,同一个碳①上放两个氯(碳②上只有一个氢原子,不能放两个氯);同种碳①①组合;不同种碳①②组合,共1+1+1=3种.共3+6=9种,该题答案为C.2.苯环异构组合法.有两种组合:①同种碳,②不同③②①I②③C—C—C-S-C—CI ①②//③④c-^-c—c//①CC①①丨①①C再放入氯原子,共得到3+4+1=8种异构体,以下只第一步:根据对称性对苯环碳进行分组:写出第1条碳链的3个异构体:③②①|②③③②①|②③C—C—C-p C—C C—C—C-p C—C 11IC111C1由上得到如下结论:③②①I②③C—C—C-f C—C1.饱和烷基的数目:甲基和乙基各1种,丙基2种,丁基4种,戊基8种.2.同烷基的衍生物异构体数目相同,都是烷基异构体的数目.女如:丁醇(C4H9OH)、一氯丁烷(C4H9CD、戊醛(C4H9CHO)和戊酸(C4H9COOH)异构体都是4种.3.一卤代烷只有一种(无同分异构体)的烷烃可由甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)变化而来,具体方法:碳原子数是前者的3倍加2,所有氢原子用甲基(-CH3)替换.得到C(CH3)4和(CH3)3C-C(CH3)3,即C5H12和C8H18中的一种,以此类推,碳原子数在前者的3倍加2得到C17H36和C26H54其中的一种烷烃其一卤代烷也是一种.三、二元取代物异构体的书写——组合法第二步两两组合:同种碳的组合:①①组合3种,即:一个氯先放于任一碳①上,另一个氯放于另外3个碳①,且各不相同.同理,②②组合有3种,③③组合有1种;不同种碳的组合:①②组合有4种,①③组合有2种,②③组合有2种.所以,蔥的二氯代物共有3+3+1+4+2+2= 15种.3.由上述两例可得出如下结论:(1)对于不同的二元取代物,由于两个不同基团在不同两个碳上可以互换,异构体数目的确定方法是:同一个碳和两种碳的组合,异构体数目不变,而不同种碳的组合异构体数目扩大2倍.如例1变为C4H8ClBr两条碳链中的①②组合乘2,即总的异构体数目为:1+1+1+1+2x 2+1+1+1x2=12种.组合法的基本思路:用对称轴对碳链或苯环进行分类,再对碳原子进行两两组合,组合的这一对碳就是要放两个官能团的.1.碳链异构组合法.有三种组合:①同一个碳(不能带支链),②同种碳,③不同种碳.例](2016年全国1110题)分子式为C4H8Cl2的有机物共有()(不含立体异构)A.7种B.8种C.9种D.10种—98—(2)单苯环的三元取代物异构体的数目分别为:①三同有3种:如三甲基苯;②二同有6种,如二甲基苯酚,先放上一OH后,重新用对称轴分组碳原子,再组合放上两个甲基,曲-有①①、②②、①②、①③和②③5种组合,异构体数目:1+1+2+1+1=6.③三不同有10种,即按二同的写法,只要不同组合乘以2,1+1+(2+1+1)x2=10.(3)二元醛和二元羧酸要按少两个碳原子写碳链或2020年第34期总第491期数理化解题研究苯环的异构,比如2018年全国H36题(6)小题‘通过计算和性质推知F是分子式为C6H10O4的二元羧酸,改写成C4H8(COOH)2后与例1完全相似‘所以F的异构体数目也是9种.而二元醇有特殊要求,两个-OH不能边在一个碳上,也不能连在双键等碳上.(4)碳链上的三元取代物,可变为二元.如例1变为C4H7Cl3,其中放在同一个碳上的两个氯原子可看作一个取代基,相当于不同二元的组合,只是含次甲基(CH)的不同组合不能扩大2倍.例1中左边碳链上,分放在3个碳上的组合分别是①①②和①②②,同一个碳上是碳②,同种碳①①和②②,不同碳组合是两个①②,共1+1+1 +1+1++2x2-9种;右边碳链上‘分放在3个碳上的组合分别是①①②,同一个碳上是碳①,同种碳①①,不同碳组合是1个①②,因碳①是次甲基,不能乘2,共1+1 +1+1-4种‘即:C4H7Cl3的异构体是13种.(5)其它可按原子交换法变为二元,仍可按上述方法书写.如:二甲基荼的苯环上四漠代物的异构体数目的确定方法:先定二漠代物,按组合法有①①、②②、③③、①②、①③、②③,共1+1+1+2+2+2 -9种,苯环上二漠代物是H4Br2,则四漠代物H2Br4,所以二甲基荼的四漠代物也是9种.三、酯类异构体的数目确定方法从近年高考题看,酯类物质及异构体的问题出现较多,一直是有机部分的难点,基本思路,先用不饱和度(O)确定除了酯基外,还有什么官能团,再拆分为酸和醇两部分完成书写.1.脂肪酯(链酯)异构体书写方法:按酸部分碳数递增,醇部分碳数递减,把碳数少的酸部分R COO—或醇部分ROCO—作为取代基,放入剩余的碳链异构中.例3确定分子式为C6H12O2的属于酯类异构体数目分析不饱和度O-(2x6+2-12)/2-1,为饱和链,酸碳数为1,HCOO—作为取代基,醇部分为戊基—C5H;;,即:甲酸戊酯有8种;酸碳数为2,CHtOO—作为取代基,醇部分为丁基一C4H9,即:乙酸丁酯有4种;酸碳数为3,CH3CH2COO—作为取代基,醇部分为丙基一GH,即:丙酸丙酯有2种;醇碳数变少后,把C2H5OCO—作为取代基,酸部分为丙基一C3H7,即:丁酸乙酯有2种;把CH s OCO—作为取代基‘酸部分为丁基一C4H9,即:戊酸甲酯有4种;共8+4+2+2+4-20种.2.芳香酯的异构体书写方法同上,只是当苯环在酸部分时,碳数M7,在醇部分时,碳数M6.例4分子式为C9H;o O3的芳香酯,能使FeCh溶液显紫色,它只有一个甲基的异构体有几种?分析不饱和度Q-(2x9+2-10)/2-5,苯环的Q -4,所以,其结构由这三部分组合:①、/OH:②酯基一COOC—;③饱和烷基.现按酸碳数递增来书写,②为甲酸酯基HCOO—;改变③,得到的组合:HCOO\彳OH、HCOOCH2\彳OH、C2H5CH3 HCOOCH\彳OH,这样得到的甲酸酯共有10+ CH310+3-23种.同理:可得到乙酸酯和丙酸酯,而碳4、碳5和碳6酸不能形成苯环,碳7和碳8分别形成苯甲酸酯和苯乙酸酯:CH3COOCH2"z OH、CH3CH2COO<z OH、CH3CH2OOC—OH、CH3OOCCH2<z OH各3种;共23+4x3-35种.练习:1.分子式为。
同分异构体书写方法和技巧
同分异构体书写方法和技巧
本文介绍同分异构体的书写方法和技巧,包括碳链异构、官能团异构、位置异构等,以及书写同分异构体时应遵循的原则。
同分异构体是指分子式相同但结构不同的有机化合物。
在书写同分异构体时,需要考虑碳链异构、官能团异构和位置异构等因素。
下面介绍一些书写同分异构体的方法和技巧。
1. 碳链异构
碳链异构是同分异构体中最常见的一种。
在书写碳链异构时,应该先写出最长的碳链,然后去掉一个碳原子作为支链,其余碳原子作为主链。
接着,依次找出支链在主链中的可能位置。
例如,对于分子式为 C7H16 的烷烃,其碳链异构体可以按照主链由长到短、支链由整到散、位置由心到边的顺序书写。
2. 官能团异构
官能团异构是指因官能团不同而引起的异构现象。
在书写官能团异构时,应该先判断官能团的位置,然后根据等效氢原则和有序性原则书写同分异构体。
例如,对于分子式为 C5H11 的烯烃,应该先写出所有的碳架异构,再根据对称关系找出等效位置,在不等效的位置放上官能团。
3. 位置异构
位置异构是指因官能团或取代基的位置不同而引起的异构现象。
在书写位置异构时,应该先判断位置异构的可能性,然后根据等效氢原则和有序性原则书写同分异构体。
例如,对于分子式为 C4H9 的醇,应该先判断主链碳原子上的羟基位置,然后根据羟基位置的不同书写同分异构体。
在书写同分异构体时,应该遵循一些原则,例如等效氢原则和有序性原则。
等效氢原则是指有机物分子中位置等同的氢原子是等效的。
有序性原则是指在书写同分异构体时,应该按照一定的顺序逐个呈现,同时观察排除重复现象,以克服盲性。
浅谈酯类同分异构体书写
浅谈酯类同分异构体书写摘要:在高中阶段对有机物的同分异构体,学生往往难于书写和正确判断,这是有机化学教学中的重点和难点之一。
关键词:酯类,同分异构体,书写Abstract: in the high school stage on organic portion with the isomers, students often find it difficult to write and judge correctly. The teaching of organic chemistry is one of the key and difficult points.Keywords: ester, with points isomers, writing对酯类同分异构体的书写及个数判断,也是在各类考试中常见常考的难点之一。
而要完整找到并书写酯类同分异构体,是一个极其繁琐的工作,往往会出现漏写、重写的情况。
所以,找到酯类同分异构体书写的顺序和方法可以在一定程度上给予学生帮助,可是其在测试中避免出错并节约一些时间。
一般同分异构体书写顺序:首先,是“官能团异构”。
而可能与酯类出现官能团异构现象的官能团,我们在处理的时候需考虑到羧基、醛基加羟基、羰基加羟基等几种官能团异构的情况。
其次,是“碳链异构”。
最后,是“官能团位置异构”。
我认为:“官能团异构”是对同分异构进行分类,“碳链异构”是对同分异构进行分组,最后在每类每组的情况下再分别寻找合适恰当的同分异构体。
而我们在教学过程中用这样的规律处理酯类同分异构体时往往不像卤代烃、醇类、酚类、醛类和羧酸类那么方便。
这是因为酯类的碳链往往是几个部分组成,即醇类部分和羧酸部分。
当然也一些环状酯类,醇类部分和羧酸部分重合,即该酯类是由既有羟基又有羧基的有机物酯化而成。
所以我们许多教师和学生都会采用以下两种方法:第一种,“分碳法”;将某酯(设含n个碳)的碳分成两个部分,即醇类碳链和羧酸碳链。
有条件限制的同分异构体书写技巧
有条件限制的同分异构体书写技巧同分异构体是有机化合物中存在的一种现象,其指的是分子式相同但空间构型不同的化合物。
这种化合物的存在,对于有机化学的研究和应用具有重要的意义。
在进行有条件限制的同分异构体书写时,需要注意一些技巧,下面就进行阐述。
一、了解同分异构体的概念同分异构体是有机化合物中存在的一种现象,其指的是分子式相同但空间构型不同的化合物。
因为同分异构体化合物的结构不同,它们的性质也不一样。
这种化合物的存在,对于有机化学的研究和应用具有重要的意义。
只有了解同分异构体在有机化学中的作用,才能对其书写技巧有所把握。
二、使用立体投影法在同分异构体的书写中,使用立体投影法是最常见的方法。
通过立体投影法,可以将化合物的结构表现得更直观、更易懂。
在立体投影法中,需要根据不同的立体配置选择不同的图形来表示。
例如,D、L形式可以表示手性异构体的构象,fisher式和haworth式可以用来表示糖类同分异构体的构象。
三、注意官能团的位置官能团是影响同分异构体性质的重要因素。
在同分异构体的书写中,需要注意官能团的位置。
同样的分子式,不同的官能团位置可能造成化合物的物理化学性质的巨大差异。
因此,在书写同分异构体时,需要精确把握官能团的位置,以确保其正确性。
四、重视立体化学的知识在同分异构体的书写中,需要掌握一定的立体化学知识。
因为同分异构体的存在,一方面源于分子内构象的变化。
因此,精确掌握分子内的空间构象是十分重要的。
此外,在分子间作用力方面的知识也是必不可少的,例如分子间的氢键、π-π堆积等影响分子空间构型的因素,需要进行合理运用。
五、熟悉同分异构体的命名规则在同分异构体的书写中,正确的命名方法也是十分重要的。
在有机化学中,同分异构体存在多种形式,其命名规则也各不相同。
例如,手性异构体需要通过D、L、R、S等手性标识符来命名。
其他同分异构体则需要遵循不同的化合物命名规则,例如羧酸、醛、酮等。
因此,在进行同分异构体书写时,需要对其命名规则进行深入研究。
有机物同分异构教学学术论文
有机物同分异构教学学术论文摘要:通过同分异构现象的教学让学生认识同分异构现象在有机化学中的普遍存在,教会学生掌握判断和书写同分异构体的方法,帮助学生抓住事物的本质,揭示规律,从而培养学生的有序思维能力。
关键词:同分异构体;有序思维;教学理念一、问题的提出有序思维是指人类的思维与客观规律的一致性,即客观事物的本质及其变化规律在人的头脑中得到正确反映的程度。
人类思维有序的程度越高,对客观事物的本质认识就越清楚。
在高中化学有机物的教学中,同分异构现象广泛存在于有机物中,同分异构体的知识也贯穿于中学有机化学的始末。
烃的同分异构体是学生学习有机化学的一大难点,特别是同分异构体的书写和种类的判断。
我在教学时,不仅让学生理解同分异构的概念,还在学生已有认知的基础上,将问题深入,通过学生讨论、探究,抓住事物的本质,揭示规律,从而培养学生的有序思维能力。
二、在同分异构现象的教学中培养学生有序思维的策略1.更新教学理念教师作为课堂教学的引导者,其主要任务不是一味地讲述学科知识,而是要调动学生的学习积极性,促使和帮助学生自己去获取知识,让学生的能力得到提高。
为此我在有机物同分异构现象教学中不仅让学生理解同分异构现象的概念,更重要的是引导学生寻找同分异构现象的本质和规律。
2.设计教学环节同分异构体的判断和书写一直以来都是高二学生感到困难的地方,学生易混淆同分异构体和同一物质,无法完整地书写出烷烃的所有同分异构体。
为了突破教学重难点,我设计如下几个教学环节:组装模型—理解概念—寻找规律—动手书写—掌握方法—归纳总结。
3.问题递进,让学生解决问题这节课我在教学上采用问题递进的方法,用一个又一个的问题把学生引入到教学内容的落实上。
在课堂教学中我共设计了四个问题,在学生组装出丁烷可能的结构后,我很自然地引出同分异构体的概念,第一问"同分异构体的性质相同吗?"学生通过查阅课本得出答案,紧接着我提第二问"根据表中的数据可以得出同分异构体之间的熔沸点、相对密度的变化规律吗?"这一问是对第一个问题的加深,同样学生通过阅读课本得出结论。
书写同分异构体的方法
书写同分异构体的方法
首先,我们需要明确同分异构体的定义,即它们的分子式相同
但结构不同。
在书写同分异构体时,首先要确定化合物的分子式,
然后根据不同的结构进行书写。
比如,对于C4H10这个分子式来说,可以有正丁烷和异丁烷两种不同的结构,它们就是同分异构体。
其次,要注意书写同分异构体的结构。
在书写结构式时,需要
清晰地表示出分子中各个原子的连接方式和空间排布。
可以使用简
化的结构式或者完整的结构式来表示同分异构体的结构,以便于其
他人能够准确理解化合物的结构。
另外,同分异构体在性质上也有所不同,这也是它们被称为
“同分异构体”的原因之一。
在书写同分异构体时,可以简要介绍
它们的物理性质和化学性质的差异,这有助于更全面地认识这些化
合物。
最后,要注意同分异构体的命名。
根据不同的结构和功能基团,同分异构体的命名也会有所不同。
在书写同分异构体时,可以结合IUPAC命名法或者常用名来进行命名,确保命名的准确性和规范性。
总之,书写同分异构体的方法需要从分子式、结构、性质和命名等方面进行全面考虑,以确保所书写的化合物能够准确地被识别和理解。
希望以上内容能够对你有所帮助,也希望能够为化学研究提供一些参考和启发。
同分异构体的异构方式及书写方法
同分异构体的异构方式及书写方法同分异构现象是有机化合物普遍存在的结构现象,也是有机物数量与种类繁多的最主要原因。
近年来,同分异构体的写法、数量判断以及同分异构体之间的比较与确定等,已经成为各类考试,特别是高考的热点问题。
现简单介绍同分异构体的异构方式及写法方法。
一、同分异构体的异构方式绝大多数有机物都存在同分异构现象,同分异构体的异构方式主要有三种:碳链异构、官能团位置异构、官能团类别异构等。
1. 碳链异构碳链异构是指由于碳原子的连接次序不同引起的异构,如,正丁烷与异丁烷。
由于烷烃分子中没有官能团,所以烷烃不存在官能团位置异构和官能团类别异构,而只有碳链异构。
2. 官能团位置异构含有官能团的有机物,由于官能团的位置不同引起的异构。
如,和。
含有官能团(包括碳碳双键、叁键)的有机物一般都存在官能团位置异构。
互为碳链异构和官能团位置异构的有机物属于同一类物质。
3. 官能团类别异构所谓官能团类别异构是指分子式相同,官能团类型不同所引起的异构。
除烷烃以外,绝大多数有机化合物分子都存在与其对应的官能团类别异构体,如二烯烃(分子中含有两个双键)与单炔烃、饱和一元脂肪酸与饱和烃基酯等。
互为官能团类别异构的有机物不属于同一类物质。
二、同分异构体的书写方法同分异构体的写法有一定的规律。
对于烷烃来说,主要采取逐步降级支链移动法,即首先写出最长的碳链,再依次缩短主链长度,所减碳原子组成原子团作为支链(甲基或乙基)在主链上移动。
对于含有官能团的单烯烃、炔烃、饱和一元脂肪醇、饱和一元脂肪酸等,往往先采取逐步降级法写出所有的相应碳架,再让官能团分别在碳架上移动,进而写出同分异构体或判断出同分异构体数目的多少。
例1 试确定一氯戊烷的同分异构体数目,并写出含有两个甲基的一氯戊烷的结构简式。
解析:第一步,写出含有五个碳原子的碳架,已知戊烷有三种:正戊烷、异戊烷、新戊烷,相应的碳架分别为:第二步,让氯原子分别在三个碳架上移动,①可得三种氯代物,②可得四种氯代物,③只能得到一种氯代物,故一氯戊烷共有8种同分异构体。
基于核心素养的模型构建——以同分异构体的书写为例
基于核心素养的模型构建——以同分异构体的书写为例摘要模型思维是化学核心素养的重要组成部分,是培养学生形成自主学习能力的必要条件。
以进阶式学习理论为基础,研究高三学生在同分异构体的书写过程中的难点和思维盲区,利用进阶式学习模式,让学生在已有知识和能力的基础上找出依据解决问题,逐层突破,同时整合思维,提炼归纳,最终形成同分异构体的书写模型。
并以此为基础,引导学生掌握模型构建的思维方式,为今后提升学科素养,发展高阶思维奠定良好的基础。
关键词模型思维;进阶式学习;同分异构体书写;高阶思维1 研究背景1.1 证据推理与模型认知的含义Gilbert(1991)[1]认为模型的建构就是一种科学技能,模型建构能力是科学素养重要组成部分,而且有助于学生对知识的建构更形象地认识。
新课标指出化学学科核心素养包括:宏观辨识与微观探析,变化观念与平衡思想,证据推理与模型认知,实验探究与创新意识,科学精神和社会责任。
这五个方面各有侧重,同时又相辅相成。
证据推理与模型认知强调学生的化学学科思维[2],通过已有知识解决问题,同时再归纳总结,形成解决问题的模型,形成起化学学科的思维方法,提升学习能力,培养学科素养,进而解决更为复杂的问题。
1.2 进阶式学习理论在高中化学的学习中,不同阶段的学生对于化学学科的认识有着质的不同,高一的学生认为化学是“理科中的文科”,需要“死记硬背”,但随着学习的深入,学生逐渐意识化学不是一门纯记忆的学科,化学有自身独特的思维方法和学科特点,摒弃学科特点只靠记忆是无法学好化学的。
从高一到高二再到高三,学科的知识体系在逐层深入,学生的思维方式也随之发生了变化,这就需要教师针对学生不同阶段的思维特点以及学科内涵适时的改变授课方式,从微观到宏观,由变化到平衡,从结构到性质。
进阶式学习理论,也称之为学习进程,是美国科学教育改革中期产生的的一种理论。
学习进阶指在教授某一知识点时,对处于不同思维阶段的学生,教师的授课需遵循学生已有知识;同时,对于该知识的核心概念要遵循知识的连贯性,呈现方式上主要表现为由简单到复杂,由具象到抽象,由单一到多变。
核心素养视域下芳香族化合物同分异构体的书写策略
核心素养视域下芳香族化合物同分异构体的书写策略杨焱媛㊀李㊀欣(湖北省宜昌市夷陵中学㊀443000)摘㊀要:高考中的 有机化学基础 中几乎都有一问涉及到同分异构的种类判断和同分异构体的书写ꎬ对近几年高考题中有机板块试题的研究中发现ꎬ对同分异构的考察常以芳香族化合物同分异构体的书写为主ꎬ本文详细讲述了芳香族化合物同分异构体的书写策略以供参考.关键词:核心素养ꎻ同分异构体的书写ꎻ芳香族化合物ꎻ高中化学中图分类号:G632㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1008-0333(2021)21-0086-02收稿日期:2021-04-25作者简介:杨焱媛(1988.8-)ꎬ女ꎬ从事高中化学教学研究.㊀㊀同分异构现象的广泛存在是造成有机物种类繁多的重要原因之一ꎬ同时同分异构体的书写也是中学化学教学中的难点ꎬ也是高考必考的一个热点.通过研究新课标会发现ꎬ新课标的学业要求有 能写出丁烷和戊烷的同分异构体 ㊁ 能辨识同分异构现象ꎬ能写出符合特定条件的同分异构体ꎬ能举例说明立体异构现象 ꎬ因此在高考中的 有机化学基础 中几乎都有一问涉及到同分异构的种类判断和同分异构体的书写ꎬ对近几年高考题中有机板块试题的研究中发现ꎬ对同分异构的考察常以芳香族化合物同分异构体的书写为主ꎬ本文详细讲述了芳香族化合物同分异构体的书写策略以供参考.㊀㊀一㊁限定苯环上取代基的种类和数目苯环有6个取代位ꎬ可有多种取代基ꎬ在进行这类物质同分异构体的书写时一定要有严谨有序的思维ꎬ仔细分析可以发现ꎬ苯环是一个高度对称的结构ꎬ如果能够事先分析清楚取代基的种类和数目与苯环上的位置之间的关系(见表1)ꎬ就会大大降低书写的难度.表1(备注:当有多个官能团时ꎬ一般先考虑按邻㊁间㊁对的位置固定相同取代基ꎬ再有序排布其他取代基ꎬ按顺序依次讨论便可.)㊀㊀二㊁限定除苯环外部分结构碎片由于同分异构体的种类繁多ꎬ在考察时常常会增加条件限制ꎬ帮助考生确定苯环上某些结构碎片(见68Copyright©博看网 . All Rights Reserved.表2)ꎬ这就要求考生对各官能团的性质有完整的了解.㊀表2(备注:表中所列都是定性分析ꎬ有时题中所给条件中还会涉及具体的用量ꎬ此时还应注意各官能团或特殊结构在反应中的定量关系ꎬ从而确定基团的具体个数ꎬ帮助学生书写正确的同分异构体.)㊀㊀三㊁限定氢原子的种类和数目除了上述限定条件ꎬ试题中最常见的条件还有通过核磁共振氢谱图或直接以数据的形式告知我们具体的等效氢的总类及个数比ꎬ例如 H是D( C(CH3)3OCOOH)的同分异构体ꎬH的苯环上只有2个对位的取代基ꎬH可与FeCl3溶液发生显色反应ꎬ且能发生水解反应和银镜反应ꎬ其中核磁共振氢谱为六组峰ꎬ且峰面积之比为1ʒ2ʒ6ʒ2ʒ2ʒ1的结构简式为 ꎬ根据已知条件可推知2个取代基分别为(酚)羟基和甲酸酯基(HCOOC4H8 )ꎬ其中 1 分别为甲酸酯基和酚羟基上的Hꎬ其中有2个 2 应为苯环上对称位置上的2个Hꎬ说明2个取代基处于对位关系ꎬ 6 应为2个甲基上的Hꎬ剩余的 2 即为取代基同一个碳上的2个氢ꎬ故其结构简式为CCH3CH3CH2HCOOOH㊁CH2CCH3CH3HCOOOH㊀㊀四㊁限定芳香族化合物的具体种类通过上述碎片分析可知ꎬ最常见的是含氧衍生物ꎬ书写时首先分析清楚可能的类别异构ꎬ确定物质种类ꎬ其次是分析该类别下的取代基组合(见表3).表3㊀㊀参考文献:[1]武海军.带苯环有机化合物分子的同分异构体书写[J].化学教学ꎬ2014(9):75-76.[2]宋海清.运用 等效减碳 模型快速判断同分异构体 以芳香化合物同分异构体书写为例[J].化学教学教学参考ꎬ2020(1):12-14.[责任编辑:季春阳]78 Copyright©博看网 . All Rights Reserved.。
满足合成路线的有机物同分异构体的书写策略研究
而官能团的属性发生了变 化,在 某 一 方 向 上 生 成 了 另
官能团均发生了变化 .
若按反应的逆方向将生成的基
一类官能团 .
醇失水形成烯烃时,若醇羟基有 2 个不同
干可能,错位连接即可得其同分异构体 .
多的稳定烯 烃 为 主 要 产 物,但 并 不 代 表 全 部 产 物,其
团连接,可复 原 成 原 有 机 物;当 多 个 基 团 连 接 时 有 若
和酯的热裂反应 .
卤代烃在碱性条件下发生消去反应
主要生成双键碳上取 代 基 较 多 的 稳 定 的 烯 烃 .
酯的热
裂反应中,碳 骨 架 和 官 能 团 均 发 生 了 变 化,若 羧 酸 酯
有 2 种 β氢,以 酸 性 强、位 阻 小 的 β 氢 被 消 除 为 主 要
产物 .
2
3 离去基团互补
R
OH
→
CH CH2 —R′.
ⅱ. HC ≡ CH +
(
R、
R′代表烃基或氢).
A 的某些同 分 异 构 体 在 相 同 的 反 应 条 件 下 也 能
② Zn/H2O
O
① O3
ⅱ.RCH CHR′
催化剂
.
已知 ⅰ.
图3
R C R′
催化剂
→
CH C C R′,—R、—R′代表烃基或—H.
(无 α
醇.
GH 的 酯)与
COOC2H5
(有 α
GH
非常道
的 酯 )反 应 时,离 去 基 团 为 前 者 的 乙 氧 基,和 后 者 的
非常道
◇ 北京 王永森
1 满足合成路线 的 有 机 物 同 分 异 构 体 的 书 写
同分异构体书写之我见
同分异构体书写之我见
摘要:高考题连续考查同分异构体的书写,掌握同分异构体的书写,重点在于“结构”,所以学会“结构”的连接便可迎刃而解。
常见的几种同分异构现象有碳链
异构、官能团异构、位置异构、空间异构、对映异构。
解答实际问题时,要看清
楚题目的要求,先是官能团异构,再是碳链异构,然后是位置异构,立体异构和
对映异构一般不作要求。
关键词:高考;同分异构体;解答策略
近年来的高考都连续考查了考生对同分异构体的书写,这类题型较为灵活,突出学生解
答实际问题的能力,而不是死记硬背某些物质的性质。
要求学生活学活用,学有所用,具有
应变能力,创新思维能力。
首先,我们来看一看何谓同分异构体。
顾名思义,即分子式相同结构不同的各种物质互称为
同分异构体,那么,掌握同分异构体的书写,重点在于“结构”,所以学会“结构”的连接便可
迎刃而解。
下面我们来看看常见的几种同分异构现象:
最终有3+4+1=8种同分异构体。
本题选择D答案。
另外,高考中我们还容易遇到苯环上的异构,只要我们确定好官能团,再利用位置异构,就能轻松解决。
由此可见,我们书写同分异构体,不仅要熟悉常见同分异构体的书写,还要
掌握有机物各种结构和性质,有一定的空间结构想像能力,再按官能团异构、碳链异构、位
置异构的顺序分析,有时也可先位置异构后碳链异构。
特别提醒,有些对称结构,对称位置
只能书写一次,多写就错了(此问题在2010年新课标全国卷解析中有详细说明)。
总之,同学
们在解答实际问题时要灵活仔细。
(作者单位:贵州省兴仁县第一中学 562300)。
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同分异构体的书写技巧
同分异构体历来是高考的热点和难点,在高考试题中频频出现。
学生在学习中虽然很重视同分异构体的学习和运用,但是在运用中仍然会遇到问题,结合高中阶段的教学要求和考试要求,介绍几种简单的书写同分异构体的技巧。
一、碳骨架异构——减碳法
减碳法是书写同分异构体的基础方法,高中有机化学部分的同分异构问题都是以此为基础展开的。
减碳法的关键是:
1. 依次减少主链上的碳数
2. 去掉的碳作为取代基,由整到散(如减少3个碳,取代基就应该先分析为一个丙基或一个异丙基,在看作一个乙基和一个甲基,最后看作三个甲基。
)
3. 取代基位置由心到边(依据主链的对称性判断)
4. 多取代基的排布对、邻、间(借助于二甲苯的同分异构体的说法:邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)
下面以己烷(c6h 14)的碳骨架确定为例,介绍减碳法。
注意:甲基不能在第一个碳上,乙基不能在第二个碳上,丙基不能在第三个碳上,以此类推。
故而在第三步中不会出现乙基。
(碳骨架结构中虚线表示对称轴。
)
碳骨架的确定是书写同分异构体的基础,当有了碳骨架后,官能团的位置就很容易确定了。
高中有机化学中的同分异构体基本上是以此基础的衍变。
我们在高中阶段对于同分异构体的要求是掌握一
元取代和二元取代,多元取代很少涉及。
一元取代是我们高中化学中的重中之重,书写的关键是要注意碳骨架的对称性和碳骨架中的等效碳。
等效碳的取义来源于等效氢的概念,如c-
c
以书写c6h 13cl的结构为例,我们介绍一下一元取代的问题。
说明:1.图中虚线表示对称轴,若结构对称,只需标注一半即可。
2.数字表示氯原子的位置,相同的数字表示等效。
3.文章中的结构标注的意思均相同,以下不再说明。
我们学会了c6h 13cl的结构书写方法,那么c6h 13oh的结构、c6h 13cho的结构、c6h 13cooh的结构的书写方法是不是也很简单呢?那么如果书写c6h 12o的醛类结构呢?其实也很简单只需要把它看作c5h 11cho就行了。
所以一元取代关键是一种思想,就看我们在寻找同分异构体时能否把问题转化为一元取代了。
那么如果我们书写c6h 12的烯烃类结构又该如何呢?我们依然可以看成一元取代,只是在碳骨架上加双键而已。
说明:数字表示可以为双键的位置。
二、二元取代——减位法
二元取代是较为复杂的一种同分异构体的书写,在考试中也多有考查,一般作为难题出现。
减位法是一种相对简单、能够快速解决我们中学阶段这类常见问题的方法。
减位法的关键是确定位置,即不同的碳。
快速准确的确定位置主要依据是碳骨架的对称性和碳骨
架中的等效碳。
例如:c-c-c-c-c-c,骨架上标过位置后即为:
确定好位置之后,首先将一个取代基依次放在不同的碳上,然后根据现在的结构来确定另一个取代基的位置,注意每找完一个位置,就要把该位置去掉,如若不然结构就会重复。
这也是减位法的由来,依次减少位置,直至结束,方便、简洁、不会重复。
以书写上面碳骨架的二氯取代为例简介减位法。
第一步:确定一个氯在①号位:
结构不对称,所以另外一个氯的位置可以在任意的一个碳上,共有6种结构。
即结构中的①②③④⑤⑥了
第二步:确定一个氯在②号位:
三、酯类——插氧法
酯类同分异构体的一般书写方法为依据它的命名方法:某酸某酯,由酸和醇的结构组合为酯的结构。
这种方法在此就不再介绍,下面介绍另外一种方法--插氧法。
插氧法其实仍然是以减碳法为基础,先确定碳骨架,而后确定双键氧的位置,最后把另外一个氧插入到骨架中。
下面以c4h8o2的酯类结构为例简介插氧法。
第一步:确定c4的碳骨架
第二步:运用一元取代的方法在碳骨架上确定双键氧的位置,第三步:插入氧,根据结构氧的插入位置就一目了然了。
(数字表示氧的插入位置。
)
依据插氧法就可以快速准确的写出酯类的同分异构体,对于芳香类酯类同分异构体的结构确定也很快捷。
我们在高中阶段不仅仅需要学习和掌握这些同类物质中的同分异构现象,还需要掌握不同类物质间的同分异构现象,也就是官能团异构的问题,比如羧酸与酯,或者把羧基看成为一个醛基和一个羟基等等,这类问题的解决依然可以转化为一元取代和二元取代的问题,关键是我们如何去理解了。
在高中阶段由于我们无需掌握空间异构的问题,所以我们只要能把碳骨架的结构搞清楚,一切问题都会迎刃而解。
减碳法、减位法、插氧法都是以碳骨架为基础,以结构中的对称和等效问题为主干而形成的简单处理实际同分异构问题的简单方法。
(作者单位:福建省长乐华侨中学 350200)。