原创-有机物分子共线共面完整问题

1有机物分子共线、共面问题分子内原子共线、共面的判定，仅为一维、二维想象，但存在线面、面面的交叉，所以有一定的难度。一、几个特殊分子的空间构型1.常见分子的空间构型：①CH4分子为正四面体结构，其分子最多有3个原子共处同一平面。甲烷型：正四面体结构，4个C—H健不在同一平面上凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时，空间结构都是正四面体结构以及烷烃的空间构型5个原子中最多有3个原子共平面。②乙烯分子中所有原子共平面。乙烯型：平面结构。六个原子均在同一平面上凡是位于乙烯结构上的六个原子共平面③乙炔分子中所有原子共直线。更共面乙炔型：直线型结构。四个原子在同一条直线上凡是位于乙炔结构上的四个原子共直线。2④苯分子中所有原子共平面。苯型：平面正六边形结构。六个碳原子和六个氢原子共平面凡是位于苯环上的12个原子共平面。⑤H—CHO分子中所有原子共平面。（1）熟记四类空间构型中学有机化学空间结构问题的基石是甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构。（2）理解三键三角三键：C—C键可以旋转，而C=C键、C≡C键不能旋转。三角：甲烷中的C—H键之间的夹角为109°28′，乙烯和苯环中的C—H键之间的夹角为120°，乙炔中的C—H键之间的夹角为180°。2.单键的转动思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。二、结构不同的基团连接后原子共面分析1．直线与平面连接：直线结构中如果有2个原子（或者一个共价键）与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。如CH2=CH-C≡CH，其空间结构为，中间两个碳原子既在乙烯平面上，又在乙炔直线上，所以直线在平面上，所有原子共平面。32．平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合，但可能重合。如苯乙烯分子中共平面原子至少12个，最多16个。同理可分析萘分子中10个碳原子，8个氢原子18原子共面和蒽分子中14个碳原子，10个氢原子，共24个原子共面问题。再如：其结构简式可写成最少6个碳原子（因双键与双键之间的碳碳单键可以转动）6个原子，最多10个碳原子共面。16个原子再如：中11个碳原子，萘环上的6个氢原子共17个原子共面。亚甲基上的两个氢原子分别位于平面的两侧（甲烷型①C②C③C构成三角形）。3．平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。如丙烯分子中，共面原子至少6个，最多7个。甲苯中的7个碳原子（苯环上的6个碳原子和甲基上的一个碳原子），5个氢原子（苯环上的5个氢原子）这12个原子一定共面。此外甲基上1个氢原子（①H，②C，③C构成三角形）也可以转到这个平面上，其余两个氢原子分布在平面两侧。故甲苯分子中最少12个，最多有可能是13个原子共面。44．直线、平面与立体连接：如图所示的大分子中共平面原子至少12个，最多19个。分析时要注意两点：①观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面型”、乙炔“直线形”和苯“平面型”等分子构型知识迁移过来即可；②苯环以单键连接在6号不饱和碳原子上，不管单键如何旋转，8号和9号碳原子总是处于乙烯平面上。不要忽视8号碳原子对位上的9号碳原子，三、比较重要的是需要记住-------共线必共面以下几个基本规律：单键是可旋转的，是造成有机物原子不在同一平面上最主要的原因1.结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子不再共面。2.结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面；3.结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共线；4.结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面5．正四面体结构：甲烷平面结构：乙烯、苯、萘（）、蒽、甲醛（）直线结构：乙炔与饱和碳（CH4型）直接相连的原子既不共线也不共面。与或或或直接相连的原子共面。与—C≡C—直接相连的原子共线。碳碳单键可任意旋转，而双键或三键均不能旋转。OH—C—H╲╱╱╲C=C5例题：1、丙烷中最多有3个碳原子共面，最多有5个原子共面。2、①丙烯中有3个C原子共面和3个H原子一定共面。丙烯中至少有3个C原子共面和3个H原子共面。丙烯中最多有3个C原子共面和4个H原子共面。丙烯中可能有3个C原子共面和4个H原子共面。②2，3—二甲基—2—丁烯至少有6个原子共面，最多有10个原子共面。③右上图的二烯烃至少有6个C原子共面，最多有10个C原子共面。至少有6个原子共面，最多有16个原子共面。3、甲苯有12个原子一定共面，最多有13个原子共面。4、丙炔有4个原子一定共线，最多有5个原子共面。5、①下图该有机物有4个原子一定在一条直线上，至少有8个原子共面，最多有9个原子共面。CH3－CH2—CH＝C(C2H5)－C≡CH中含四面体结构的碳原子数为4，在同一直线上的碳原子数最多为3，一定在同一平面内的碳原子数为6，最少共面的原子数为8，最多共面的原子数为12。③CH3－－CH＝CH－C≡C－CH3分子中，处于同一平面上的原子数最多可能是20个。C=CCH3╲CH3╱H3C╱╲H3CC=C╲CH3╱╱H3CC=CCH3╲CH3╱H3C╱H3C╲6【练习】1、下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是（D）Ａ.CH2＝CH－CNＢ.CH2＝CH－CH＝CH2C.－CH＝CH2D.CH2＝C－CH＝CH2CH32、描述CH3－CH＝CH－C≡C－CF3分子结构的下列叙述中，正确的是（B）Ａ.６个碳原子有可能都在一条直线上Ｂ.６个碳原子不可能都在一条直线上Ｃ.６个碳原子一定都在同一平面上Ｄ.６个碳原子不可能都在同一平面上该分子结构中至少可以有8个原子在同一个平面？最多可以有10个原子在同一个平面3、甲烷分子中四个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的四个氢被苯基取代，则可得到的分子如下图，对该分子的描述，不正确的是(B)A.分子式为C25H20B.所有碳原子都在同一平面上（中心碳原子甲烷型）C.此物质属于芳香烃D.此分子最多有13个碳原子在一个平面上（提示：有可能两个苯和一个中心碳原子，共一个平面。）4、六苯乙烷为白色固体，其结构表示如图：下列有关说法中不正确的是（C）A．它是一种芳香烃，易溶于乙醚中B．它的分子式为C38H30，是非极性分子C．它的一氯代物只有一种D．在同一平面上的原子最多有14个