有机化学专题复习-原子共线、共面问题
1.几种典型的结构模型:
类型 结构式 结构特点 甲烷型 乙烯型 乙炔型 H-C≡C-H 正四面体结构,5个原子最多有3个原子共平面 所有原子共平面,与碳碳双键直接相连的4个原子与2个碳原子共平面 直线形结构,4个原子位于同一个直线 苯型 12个原子共平面,位于对角线位置的4个原子共直线 甲醛型
2.判断共线、共面问题思考的角度:
(1)展开空间构型:其他有机物可看作甲烷、乙烯、苯三种典型分子中的氢原子被其他原子或原 子团代替后的产物,但这三种分子的空间结构基本不变,如CH2=CHCl,可看作氯原子代替了原 有乙烯分子中氢原子的位置。
(2)单键旋转思想:有机物分子中的单键,包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等均可旋转。但 是碳碳双键和碳碳三键等不能旋转,对原子的空间位置具有“固定”作用。如结构简式为
平面三角形,所有原子共平面 的有机化合物,其空间结构如图所示,转动①处C—C键可使两平面M1
和M2重合为同一平面,炔直线位于醛平面上,但甲基上的H原子都不在炔直线上,转动②处C—C 键,可使甲基的一个H原子位于醛平面上。
(3)定平面规律:共平面的不在同一直线上的3个原子处于另一平面时,两平面必定重叠,两平 面内的所有原子必定共平面。
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(4)定直线规律:直线形分子中有2个原子处于某一平面内时,该分子中的所有原子也必在此平 面内。
(5)注意题目中的隐含条件和特殊规定,如题目中的“碳原子”、“所有原子”、“可能”、“一定”、 “最少”、“最多”、“共线”、“共面”等在审题时要加以小心。
变式训练:
1.某烃结构简式如下:
A.该分子中有6个碳原子一定在同一条直线上 B.该分子中有8个碳原子可能在同一条直线上 C.该分子中所有碳原子不可能都在同一平面上 D.该分子中所有氢原子可能在同一平面
,有关说法正确的是(A)
2.下列分子中的所有碳原子不可能在同一平面上的是( B)
解析:选B 由于饱和碳原子上连接4个共价键,构成四面体。所以凡是含有饱和碳原子的化合物,分子中的所有原子就不可能是共面的。B项有机物中有连接3个碳原子的饱和碳原子,其所有碳原子不可能在同一平面上,其余都是可以的。
3.下列化合物分子中的所有原子都处于同一平面的是( C )
C.氯乙烯(ClCH=CH2) D.丙烯(CH3CH=CH2)
解析:选C。苯中12个原子处于同一平面,甲苯可以看作甲基(—CH3)取代了苯环上的一个氢原
2
子,故甲苯中所有原子不能处于同一平面,A项错误;对二甲苯可以看作2
个甲基取代了苯环上对位碳原子上的2个氢原子,因此至多有14个原子在同一平面,B项错误;乙烯中6个原子处于同一平面,氯乙烯可以看作氯原子取代了乙烯中一个氢原子,故氯乙烯中所有原子处于同一平面,C项正确;丙烯可以看作甲基取代了乙烯中一个氢原子,至多有7个原子处于同一平面,D项错误。
4.结构简式为
的有机物分子中,处于同一平面的碳原子最多有(A)
A.10个 B.9个 C.8个 D.6个
解析:选A 该有机物分子结构中存在2个平面,即,转动①处的碳碳单键,使苯环所在的平面 与碳碳双键所在的平面重合时,该有机物分子中处于同一平面的碳原子最多,为10个,故A项 正确。
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