(完整版)同分異構(gòu)體數(shù)目判斷計(jì)算

1、一. 書寫同分異構(gòu)體的一個(gè)基本策略1. 判類別：據(jù)有機(jī)物的分子組成判定其可能的類別異構(gòu)（一般用通式 判斷）。2. 寫碳鏈：據(jù)有機(jī)物的類別異構(gòu)寫出各類異構(gòu)的可能的碳鏈異構(gòu)。一般采用“減鏈法”，可概括為：寫直鏈，一線串；取代基，掛中間；一邊排，不到端；多碳時(shí)，整到散。即寫 出最長碳鏈，依次寫出少一個(gè)碳原子的碳鏈，余下的碳原子作為取代基， 找出中心對(duì)稱線，先把取代基掛主鏈的中心碳，依次外推，但到末端距離應(yīng)比支鏈長，多個(gè)碳作取代基時(shí)，先做一個(gè)，再做兩個(gè)、多個(gè)，依然本著由整大到散的準(zhǔn)則。3. 移官位：一般是先寫出不帶官能團(tuán)的烴的同分異構(gòu)體，然后在各余碳鏈上依次移動(dòng)官能團(tuán)的位置，有兩個(gè)或兩個(gè)以上的官能團(tuán)時(shí)

2、，先上一個(gè)官能團(tuán)，依次上第二個(gè)官能團(tuán)，依次類推。4. 氫飽和：按“碳四鍵”的 原理，碳原子剩余的價(jià)鍵用氫原子去飽和，就可得所有同分異 構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。按“類別異構(gòu)一碳鏈異構(gòu)一官能團(tuán)或取代基位置異構(gòu)”的順序有序列舉的同時(shí)要充分利用“對(duì)稱性”防漏剔增。二確定同分異構(gòu)體的二個(gè)基本技巧1. 轉(zhuǎn)換技巧一一適于已知某物質(zhì)某種取代物異構(gòu)體數(shù)來確定其另一種取代物的種數(shù)。此類題目重在分析結(jié)構(gòu)，找清關(guān)系即找出取代氫原子數(shù)與取代基團(tuán)的關(guān)系，不必寫出異構(gòu)體即得另一種異構(gòu)體數(shù)。2. 對(duì)稱技巧一-適于已知有機(jī)物結(jié)構(gòu)簡式，確定取代產(chǎn)物的同分異構(gòu)體種數(shù)，判斷有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)后，能形成幾種同分異構(gòu)體的 規(guī)律?？赏ㄟ^分析有幾種

3、不等效氫原子來得出結(jié)論。 同一碳原子上的氫原子是等效的。 同一碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的。 處于鏡面對(duì)稱位置上的氫原子是等效的（相當(dāng)于平面鏡成像時(shí)，物與像的關(guān)系）。三.書寫或判斷同分異構(gòu)體的基本方法1 有序分析法例題1 主鏈上有4個(gè)碳原子的某烷烴，有兩種同分異構(gòu)體，含有相同碳原子數(shù)且主鏈上也有4個(gè)碳原子的單烯烴的同分異構(gòu)體有A. 2種B 3種C.4種D。5種解析：根據(jù)烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法可推斷，主鏈上有4個(gè)碳原子的烷烴及其同分異構(gòu)體數(shù)分別為：一個(gè)甲基（1種）；兩個(gè)甲基（2種）；三個(gè)甲基（1種）；四個(gè)甲基（1種）。所 以符合此條件的烷烴的碳原子數(shù)為6個(gè)。故含有相同碳原子數(shù)且主鏈上也有

4、4個(gè)碳原子的單烯烴有：CHHH-C-CHj ch?CHi *O-Cr.unr共4種。故答案為C項(xiàng)。注意：（1）含官能團(tuán)的開鏈有機(jī)物的同分異構(gòu)體一般按“類別異構(gòu)一碳鏈異構(gòu)一官能團(tuán) 或取代基位置異構(gòu)”的順序有序列舉，一定要充分利用“對(duì)稱性”防漏剔增。（2）碳鏈異構(gòu)可采用“減鏈法”，此法可概括為“兩注意、四句話”。兩注意：選擇最長的碳鏈為主鏈；找出中心對(duì)稱線。 四句話：主鏈由長到短（短不過三），支鏈由整到散，位置由心到邊（但不到端），排布由對(duì)到鄰到間（對(duì)、間、鄰）。（3）苯的同系物的同分異構(gòu)體的判斷技巧主要把握以下兩個(gè)方面。烷基的類別與個(gè)數(shù)，即碳鏈異構(gòu)。烷基在苯環(huán)上的位次， 即位置異構(gòu)：如果是一個(gè)側(cè)

5、鏈，不存在位置異構(gòu)； 兩個(gè)側(cè)鏈存在鄰、間、對(duì)三種位置異構(gòu)；三個(gè)相同側(cè)鏈存在連、偏、均三種位置異構(gòu)。2 等效氫法例題2分子式是C8Ho苯的同系物在苯環(huán)上的一硝基取代物的同分異構(gòu)體共有多少種？解析 判斷有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)后生成同分異構(gòu)體數(shù)目，可采用“等效氫法”，即找出該有機(jī)物分子中有多少種“等效氫原子”，具體分析如下：共計(jì)9種。又例如:-sum-*3 背景轉(zhuǎn)換法（排列組合法）依據(jù)：烴分子中若有 n個(gè)氫原子，其中 m個(gè)氫原子被取代的產(chǎn)物數(shù)目與（n -m）個(gè)氫原子被同一原子或原子團(tuán)取代的產(chǎn)物數(shù)目相等。例題4已知萘的n溴代物和m溴代物的種數(shù)相等，則 n與 m（m n）的關(guān)系是A m+n=6B . m+n

6、=4 C . m+ n= 8D .無法確定解析：解題過程要避免犯策略性的 錯(cuò)誤，相當(dāng)多的同學(xué)按照常規(guī)思維方式思考：根據(jù) 萘的結(jié)構(gòu)利用等效 H原子的方法判斷知道，它的一溴代物有2種、二溴代物有10種、六溴代物有10種、七溴代物有2種，再利用數(shù)學(xué)的不完全歸納法才發(fā)現(xiàn)同分異構(gòu)體數(shù)目相等時(shí)的m與n的定量關(guān)系：1+7=8, 2+6=8, m+n=8,用了好長時(shí)間才確定答案為C。也有部分同學(xué)因?yàn)闀鴮懟蚺袛嗤之悩?gòu)體的復(fù)雜性，不到終點(diǎn)就放棄作答。聰明的同學(xué)會(huì)見機(jī)行事，變“正面強(qiáng)攻”為“側(cè)面出擊”，迅速轉(zhuǎn)換思維的角度和思考的方向。正確的思路是：從萘的分子式C10H8出發(fā)，從分子中取代 a個(gè)H原子（CoHs-a

7、Brn）與取代8-a個(gè)H原子（C°HnBr8-a）的同分異構(gòu)體數(shù)目應(yīng)該是相等的，因?yàn)閷?duì)G0H-aBra若觀察的是個(gè)Br的位置，而對(duì) C0HBr8-a則轉(zhuǎn)化為觀察 a個(gè)H的位置關(guān)系了。a 8-a_ n m-n從數(shù)學(xué)角度思維可使用排列組合的方法：G=G（因?yàn)镃n=Gn ）。解答本題的策略在于等價(jià)變通，例如cH=CHCI與CCl2=CHCl c'Jci與C5H2O的醇等的關(guān)系都是同分異構(gòu)體數(shù)目相等。解題思維策略對(duì)完成條件向結(jié)果轉(zhuǎn)化和實(shí)現(xiàn)解題起著關(guān)鍵性的作用。策略性錯(cuò)誤主要是指解題方向上的偏差，造成思維受阻或解題過程中走了彎路，費(fèi)時(shí)費(fèi)事，還不一定能夠做 對(duì)。4 烷基異構(gòu)規(guī)律法例題5能

8、和金屬鈉反應(yīng)，分子組成為 C4 HoO的同分異構(gòu)體有（）A 4種B 5種C 6種D 7種解析思維模式：烷忖甘烷的兀取代物烷基心壓（1種）-C3H7（2種）2種CHo（2種）-C4H9（4種）4種C5Hl2（3種）-C5H11（8種）8種注意：烷基的種類數(shù)是對(duì)應(yīng)的烷的所有同分異構(gòu)體分子中的所有等效H原子的加和。當(dāng)丁基與任何原子或原子團(tuán)連接時(shí)都會(huì)因丁基的不同產(chǎn)生4種結(jié)構(gòu)。因此，分子式為C4H9CI的鹵代烴、分子式為 CiHoO的醇、分子式為 C5Ho O的醛、分子式為 GHoQ的羧酸及分 子式為CoHi4且只有一個(gè)側(cè)鏈的芳香烴都有4種同分異構(gòu)體。能與鈉反應(yīng)且分子式為C4HoO的有機(jī)物為丁醇，根據(jù)丁

9、基異構(gòu)規(guī)律可推知，符合條件的異構(gòu)體有4種。故答案為A項(xiàng)。例題6-C4H9丁基有4種異構(gòu)體，問飽和鹵代烴 GHX有多少種異構(gòu)體； 醇GHoH有幾種孑GHioo?屬于酯的同分異構(gòu)體有幾種解析可理解為-C4H有幾種異構(gòu)體，所以GHX相當(dāng)于GHd-X有4種異構(gòu)體；C4H9OH屬醇的結(jié)構(gòu)）相當(dāng)于C4H9-oH，同理推得有4種醇的異構(gòu)體。同樣 廠""在苯的同系物范圍內(nèi)有四種異構(gòu)體。CHoO （屬于醛的異構(gòu)）相當(dāng)與C4H9-CHO也有4種同分異構(gòu)體；同理， GHoQ的羧酸，即是 GH-COOH因而屬于酸 的同分異構(gòu)體有4種同分異構(gòu)體QHoQ屬于酯類的同分異構(gòu)體可以這樣理解：類似與HCOO

10、C9的有4種，CHCOOCV的有2 （-CsH/有2種），CaHCOOCi的只有1種，QHCOOCH的有2種，共計(jì)有 9種。5. 二元取代物同分異構(gòu)體的“定一變一，注意重復(fù)”法例題7判斷二氯蒽的同分異構(gòu)體有幾種解析：烴的二兀取代物的判定的基本思路是：“定一變一，注意重復(fù)”。 對(duì)于蒽結(jié)構(gòu)中第一氯原子的位置可選在圖中蒽結(jié)構(gòu)式中對(duì)稱軸的一以計(jì)算，共計(jì)15種。在此基礎(chǔ)上再考慮二氯蒽的同分異構(gòu)體，此時(shí)另一個(gè)氯原子的位置可以用序號(hào)表示, 同分異構(gòu)體的種類數(shù)6. 特殊關(guān)系法例8某烴的一種同分異構(gòu)體只能生成1種一氯代物，該烴的分子式可以是()A. q斗B»Ci GHz),解析：思維方式一-先按照書寫

11、的基本策略熟練列舉出對(duì)應(yīng)烷的同分異構(gòu)體，再依據(jù)等效H原子的方法判斷出起一元取代物的同分異構(gòu)體數(shù)目；思維方式二-逆向思考，若只有一種一元取代物，則對(duì)應(yīng)的烷中只會(huì)有一種 H原子,而烷的任何結(jié)構(gòu)中都必含甲基 ，因此它的 結(jié)構(gòu)中H原子應(yīng)該全部以甲基的形式存在 ，故烷的分子式中的 H原子總數(shù)一定是3的整數(shù)倍. 顯然答案為C。7. 不飽和度法例題9 A、B兩種有機(jī)化合物，分子式都是QH1O2N0(1) 化合物 A是天然蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，光譜測定顯示，分子結(jié)構(gòu)中不存在甲基(-CHs)?；衔顰的結(jié)構(gòu)式是。(2) 化合物B是某種分子式為 CbHi2的芳香烴硝化后的惟一產(chǎn)物(硝基連在苯環(huán)上)?；衔顱的結(jié)構(gòu)式是

12、。解析不飽和度又稱缺氫指數(shù)。有機(jī)物分子中與碳原子相等的開鏈烷烴相比較，每減少鮎 + 2-y2個(gè)氫原子，則有機(jī)物的不飽和度增加 1,用Q表示。對(duì)于有機(jī)物GHOz，其Q =-<若含有氮原子，每有一個(gè)氮原子增加 鍵或C=C鍵或單鍵構(gòu)成的環(huán)；當(dāng)O. 5個(gè)不飽和度；當(dāng)Q =1時(shí)，分子結(jié)構(gòu)中含有一個(gè) C=O 4時(shí)，分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)的可能性極大。2 + 2-11(1)由分子式可計(jì)算其Q =-+0.5=5,則A中有苯環(huán)，且A是天然蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)NHiHsCHCOOH 物（a氨基酸)，分子中無甲基，據(jù)此可推知(2)B與A屬類別異構(gòu)，應(yīng)為硝基芳烴，故符合條件的A的結(jié)構(gòu)為B的結(jié)構(gòu)為&命名法例題10

13、一氯丁烯（C4H7C1）的同分異構(gòu)體只有 8種，某學(xué)生卻寫了如下10種:CIIA.CHaCHiCHCHCl B. CH3CH£CCH；ClI 1C. CH5CHCH=CH DClCHjCHiCH-CHaClCH）IIIG CHj-O-CHCHi H, CHS-C=CHC1CH3CHsCll1II. C1CH2CCHjJ. CHj一 CHaCl1K CH3CH-CHCHzC1 F. CH3CHCCHj其中，兩兩等同的式子是 和，和。解析對(duì)給出的結(jié)構(gòu)式用系統(tǒng)命名法命名，若分子式相同名稱也相同，則屬同一物質(zhì)；若分子式相同名稱不同，則兩者互為同分異構(gòu)體。用系統(tǒng)命名法對(duì)給出的結(jié)構(gòu)命名。A： 1

14、-氯-1- 丁烯，B: 2-氯-1- 丁烯，C： 3-氯-1- 丁烯,D: 4-氯-1- 丁烯，E： 1-氯-2- 丁烯，F(xiàn): 2-氯-2- 丁烯，G: 2-氯-2- 丁烯，H: 1-氯-2-甲基-1- 丙烯，I : 3-氯-2-甲基-1-丙烯，J : 3-氯-2-甲基-1-丙烯。其中F和G, I和J兩組的分子 式相同，名稱也相同，故兩兩等同的式子是F和G I和Jo9. 公共邊數(shù)法例題11 在煙囪灰、煤焦油、燃燒煙草的煙霧及內(nèi)燃機(jī)的尾氣中，含有一種強(qiáng)致癌性物 質(zhì)苯并(a)芘，它是由五個(gè)苯環(huán)并合而成，它的分子結(jié)構(gòu)簡式如右圖所示，與它互為同分異A B . C. D .解析此法適用于判斷稠環(huán)芳烴。判

15、斷方法為；對(duì)于苯環(huán)數(shù)目相同的稠環(huán)芳烴，若公共邊數(shù)相同，苯環(huán)的排列順序也相同，則屬于同一物質(zhì)；若公共邊數(shù)相同，但苯環(huán)的排列順序不同，則互為同分異構(gòu)體；若公共邊數(shù)不同，則既不是同一物質(zhì)，也不是同分異構(gòu)體。苯并(a)芘的公共邊數(shù)為6,給出的4種稠環(huán)芳烴的公共邊數(shù)分別為：7條；4條；6條；6條。故答案為C項(xiàng)。10. 二價(jià)基團(tuán)插入法此法適用于給出有機(jī)碎片，要求推斷有機(jī)物結(jié)構(gòu)的試題。方法是先把三價(jià)基團(tuán)心基）與一價(jià)基團(tuán)（端基）連接起來，然后根據(jù)對(duì)稱性、互補(bǔ)性、有序性原則插入二價(jià)基團(tuán)（橋 梁基），即可無重復(fù)、無遺漏地推出所有的同分異構(gòu)體。例題12已知某鏈烴，分析數(shù)據(jù)表明：分子中有含有兩個(gè)-CH3,三個(gè)-CH2-, 個(gè)-CH-和一個(gè)-Cl的可能的結(jié)構(gòu)有（）A . 4B . 6 種C . 7 種D . 8 種解析先把三價(jià)基團(tuán)（一個(gè)次甲基）與一價(jià)基團(tuán)兩個(gè)甲基、 一個(gè)氯原子）連接起來，然HC1 褰 CHiCHCCHr Cl分析過程如下:后插入二價(jià)基團(tuán)， 故答案為B項(xiàng)。同分異構(gòu)體數(shù)11. 由加成產(chǎn)物確定不飽和有機(jī)物例題13某有機(jī)物與H2按I : 1物質(zhì)的量比加成后生成的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)為:CH,Ci ij C CH*CHjII I'O