有机物的同分异构体

智能考点 有机物的同分异构体

一、有机物的同分异构体

1. 同分异构体的概念

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构 现象的化合物互称为同分异构体。

① 分子式相同则相对分子质量必然相同，但相对分子质量相同而分子式不一定相同。如:

HPQ 与H 2SC 4、QH J O 与CHC 2的相对分子质量相同，但分子式不同。最简式相同的化合物不一

定是同分异构 体，如：HCHQ CHCOOH HCOOGH GH2Q 的最简式相同，但分子式不同。

② 分子结构不同是由分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的，如:

GHOGH 、CHCHCHC 和 CHCOCH 等。

③ 同分异构现象在有机化合物中广泛存在，既存在于同类有机物中，又存在于某些不同

类有机物中，如： CHCH CH 2 CH 2CH 、CHCH CH ( CH ) CH 、C (CH ) 4； CHCOOH HCOOCH 同 CO(NH )2与 NHOCN HOCIN 氰酸)和 HNC Q 异氰

酸）。

④ 化合物的分子组成、分子结构越简单，同分异构现象越弱。反之，化合物的分子组成、 分子结构越复杂，同分异构现象越强。如甲烷、乙烷、丙烷等均无同分异构现象，而丁烷、 戊烷的同分异构.体分别为2种、3种。

⑤ 同分异构体之间的化学性质可能相同也可能不同，但它们的物理性质一定不同。各同 分异构体中，分子里支链越多，熔沸点一般越低。

2 .同分异构体的类型

CHCHOH 和

分异构现象在某些无机化合物中也存在，如: ①碳链异构：指的是分子中碳原子的排列顺序不同 而产生的同分异构体。如：所有烷烃

异构都属于碳链异构。

②位置异构：指的是分子中官能团（包括双键、叁键或侧链在苯环上）位置不同而产生 的同分异构。如：1- 丁烯与2- 丁烯；1-丙醇与2-丙醇; ③官能团异构：指的是分子中官能团不同而分属不

邻二甲苯、间二甲苯与对二甲苯。 •同类物质的异构体。常见的如：碳原

子数相同的烯烃与环烷烃；炔烃与二烯烃、环烯；醇与醚、

；醛与酮、烯醇、环醚、环醇；羧

酸与酯、羟基醛；酚与芳香醇、芳香醚；硝基烷与氨基酸等。

有一种等效氢。

(3)同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。女口：

CE 一

扮子中，苯环所在的平面内有有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。

记住10个碳原子以内的烃，其一元取代产物只有一种的结构:

2. 拉、翻、转

“拉”即为拉直口： CH? — C — CH? — CH2—CH3

可将其拉直为:

CHg — C 區

CH — CH 2— C — CH — CH — CH,又可转为 CH — CH — C — CH —CH — CH ，还可以翻转为:

CH 3—CH — CH 2— C — CH — CH ，上述结构皆属于同一种物质。

3. 换(换元法)

即改变一个观察的对象。^口：二氯苯有

3种结构，则四氯苯也有 3种结构。这是当我们

考虑C 6HkCl 2中两个Cl 的相对位置为邻、间、对3种结构时，再考虑C 6H CI 4的同分异构体种数,

3.同分异构体的书写方法

① 列出有机物的分子式。

② 根据分子式找出符合的通式，由通式初步确定该化合物为烷烃、 ;烯烃或环烷烃、；炔

烃、二烯烃或环烯烃；芳香烃及烃的衍生物等。

③ 书写顺序：先写碳链异构，再写位置异构，最后写官能团异构。碳链异构的书写顺序 应遵循：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间，后三句是指支链的 大小、支链的移动及排布形式，或参考"成直链一线穿，从头摘、挂中间，往边排、不到端” 的口诀书写，要注意思维有序，谨防重复和遗漏。

二、同分异构体的判断

1.等

判断有机物分子中有多少种等效氢。有机物分子中位置等同的氢原子叫等效氢，显然有 多少种等效氢，其一元取代物就有多少种。

(1)同一个碳上的氢原子是等效的。^口：

CHj-<0分子中甲基上的3个氢原子，为等效

氢原子。

(2)与同一碳原子相连的甲基上氢原子是等效的。如 CH 有一种等效氢，C ( CH ) 4也只

①CH 4 ②CH 3CH ③C （CH ）

4

④C （ CH ） 3 C （ CH ）3。

苯环上一元取代产物只有一种的结构有： ①CHm-◎-CHm 符合 X ,-O-x

类型结构的苯环上的一元取代产物只有一种。 型结构的苯环上的一元取代产物为两种。

推广为:

符合

X -©「Y 类

C

H

CH3

另外记住常见烷基的种数和苯的同系物一元取代物的种数，可以快速判断某些同分异构 体的种数。如丙基有 2种；丁基有 4种；那么C 4H 9C1、C 4H 9OH GHCHO GHCOOH 等的同分异

构体就相当于丁基（GH 9—）上连接一Cl 、一 OH — CHO — COOH 等，它们的同分异构体数目

都是4种。再如：二甲苯中苯环上的一元取代物，邻二甲苯有 甲苯有1种，因此C sHio 苯环上的一元取代物共有 6种。

三、有机物的命名

有机物的命名法要求必须反映分子结构，使我们根据一个名称就能写出它的结构式，或 者根据一个结构式就能叫出它的名称。

烷烃命名法是有机物命名法的基础，常用习惯命名法和系统命名法。

1.习惯命名法

通常把烷烃命名为“某烷”。“某”是指烷烃中碳原子的数目，一到十依次用甲、乙、

丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如

CH 命名为甲烷、 CHCH 命名为乙烷、 CHCHCH

命名为丙烷，依次类推。自^一起用汉字数字表示，如

C 2H 6命名为十二烷。

可以看两个H 的相对位置也同样为邻、间、对 3种结构。

换元法是一种技巧，因此必须在一定情况下才能使用。 设烃的分子式为 GH y ,如果C x H y-a Cl a

与C x H y-b Cl b 的同分异构体种数相同，则必须满足

a+b=y 的条件。

4.反

即将R-COO 阪过来写成甲酸的酯 HCOO R 将RCOOR 反过来写成为另一种酸和另一种醇 形成的酯R COO 。

5.抽

即抽出某个原子或和某个原子团与另一原子相连形成新的基团。如：将羧基

COOH 中的

O 抽出，与烃基的 H 组成一OH 余下部分组成醛基一 CHO 所以碳原子数目相同的饱和一元羧

酸与羟基醛互为官能团异构。

6.插

即将抽出来的原子或原子团插到另一原子残基团之间，抽和插是联系在一起的。如：将 抽出一个 O 插在苯环的 C — H 之间就形成一OH 即CHj-COOH 将CH —抽出一个

—CH —，插在苯环和一COO 之间就成为

CHO OH

实际上在判断有机物同分异构体种数时，这几个字是要综合使用的。如 CH3 —O — 「CHO

属于酯类的同分异构体有

6种。即将CH —0—上的 O 抽出插在醛基和苯基之间就成为甲酸的

酯：CH 厂OOCH ； — CH 又可以在苯环上转动 （邻、间、对位）得 3种；将一CH 抽出

一个—CH —，插在—COOC ■中的-C —H 键之间成为

;将一OOCCH

反过来写就成为

；一共有6种。

2种；间二甲苯有 3种；对二