李愛華
同分異構(gòu)體的書寫及數(shù)目確定是高考的必考點(diǎn),通常有兩種考查形式:一是以選擇題的形式考查同分異構(gòu)體的數(shù)目;二是以非選擇題的形式考查某些具有特定結(jié)構(gòu)的同分異構(gòu)體數(shù)目和結(jié)構(gòu)簡式的書寫。
同分異構(gòu)體是指分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的物質(zhì)之間的互稱,主要有四種異構(gòu)情況:
(1)碳鏈異構(gòu);
(2)官能團(tuán)位置異構(gòu);
(3)官能團(tuán)種類異構(gòu);
(4)立體異構(gòu)(順反異構(gòu))。
同分異構(gòu)體數(shù)目判斷最容易失誤的情況是漏寫和重復(fù),為了避免這兩種情況,筆者覺得只要按以下思路有序進(jìn)行,就能有效避免。下面舉例說明:
例1.請(qǐng)寫出分子式為C4H10O的所有同分異構(gòu)體。
分析:第一步:先初步判斷為醇類,根據(jù)碳?xì)湓訑?shù)目判斷為飽和一元醇,先只寫出骨架,且注意從長到短:即
①碳鏈異構(gòu)?圯C—C—C—C、
第二步:根據(jù)第一步的碳架寫出官能團(tuán)的不同位置
②官能團(tuán)位置異構(gòu)?圯 、 、 、
第三步:分析,醇與醚可能互為同分異構(gòu)體,即
③官能團(tuán)種類異構(gòu)?圯C—O—C—C—C、C—C—O—C—C、
例2.分子式是C8H8O2的芳香酯的化合物有________種。
分析:酯類物質(zhì)是由羧酸與醇脫水生成的。我們可以把—COO—分成兩部分,左邊來自于羧酸,從甲酸開始,碳原子數(shù)目依次增加,右邊醇的碳原子則依次減少。
甲酸的酯有4種,分別是
、 、 、 ;
乙酸的酯有1種: ;
苯甲酸的酯有1種: ,共6種。
所以,酯類物質(zhì)的同分異構(gòu)體,先擺出酯基,再從兩邊的酸和醇入手,通過例1中碳鏈異構(gòu)的思想不難正確寫出。
例3.有機(jī)物 有多種同分異構(gòu)體,其中含有1個(gè)醛基和2個(gè)羥基的芳香族化合物有________種。
分析:根據(jù)題意,即苯環(huán)上含有1個(gè)醛基和2個(gè)羥基,一共三個(gè)取代基,這種情況,一般采用“定二動(dòng)一”的方法,而且定兩個(gè)相同的取代基:
①先把兩個(gè)羥基放在苯環(huán)的相鄰位置上,讓醛基移動(dòng) ,這種情況有2種同分異構(gòu)體;
②再把兩個(gè)羥基放在苯環(huán)的相間位置上,讓醛基移動(dòng) ,這種情況有3種同分異構(gòu)體;
③最后把兩個(gè)羥基放在苯環(huán)的相對(duì)位置上,讓醛基移動(dòng) ,這種情況有1種同分異構(gòu)體。所以,一共有6種。
所以,對(duì)于多個(gè)取代基的同分異構(gòu)體的寫法,一般先定幾個(gè)(最好是相同的),只動(dòng)一個(gè),對(duì)于復(fù)雜的,只能逐一移動(dòng),綜合分析。
例4. 的同分異構(gòu)體中,既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的共有________種,其中核磁共振氫譜為5組峰,且峰面積比為2∶2∶2∶1∶1的為____________________________________(寫結(jié)構(gòu)簡式)
分析:對(duì)于此類同分異構(gòu)體的寫法,相對(duì)而言比較復(fù)雜,要考慮的因素比較多。
(1)要符合條件,有醛基,有酚羥基,其中醛基可能是甲酸某酯,但此處如果是酯,就沒有羥基了,氧原子不夠;
(2)確定官能團(tuán)的個(gè)數(shù),氫原子的飽和度:
該分子中有苯環(huán),一個(gè)碳氧雙鍵,一個(gè)醚鍵,
如果寫符合條件的新的結(jié)構(gòu)簡式,一個(gè)羥基,一個(gè)醛基恰好符合,就沒有其他的雙鍵了。
(3)確定了有機(jī)物種類,再分別按照前三種中的思維就不難解決了。
此類同分異構(gòu)體的寫法主要是先要確定有機(jī)物種類,再按照以上方法有序分析。其中,氫原子飽和度也是一個(gè)難點(diǎn)。
根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式判斷:
不飽和度=雙鍵數(shù)+三鍵數(shù)×2+環(huán)數(shù)(注:苯環(huán)可看成是三個(gè)雙鍵和一個(gè)環(huán))
同分異構(gòu)體的分子式相同,所以同分異構(gòu)體的不飽和度也相同,因此只需注意雙鍵數(shù)、三鍵數(shù)和環(huán)數(shù),無需數(shù)H原子數(shù)。
綜上所述,不論是哪種形式的同分異構(gòu)體的書寫或者數(shù)目判斷,都不能零碎的想到寫哪個(gè)就寫哪個(gè),而是要有序思維,按部就班,就不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)或遺漏。順反異構(gòu)比較簡單,與這些聯(lián)系不大,在此就不作贅述了。
編輯 杜元元