黃應(yīng)娟

【摘要】 ?有機化學(xué)中存在同分異構(gòu)現(xiàn)象與同分異構(gòu)體，但是在書寫中容易出現(xiàn)錯漏。利用有機結(jié)構(gòu)的書寫邏輯關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生從“碳鏈——位置——官能團異構(gòu)”的邏輯思維的方式進(jìn)行由簡到繁，由淺入深的掌握有機合物的同分異構(gòu)體的分析與書寫的方法。

【關(guān)鍵詞】 ?同分異構(gòu)現(xiàn)象 同分異構(gòu)體 邏輯思維

【中圖分類號】 ?G633.8 ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 ?A ? 【文章編號】 ?1992-7711（2019）09-009-01

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在有機化學(xué)中，存在化合物具有相同的分子式，但結(jié)構(gòu)不同，因而產(chǎn)生了性質(zhì)上的差異，這種現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。在有機化合物中，當(dāng)碳原子數(shù)目增多時，同分異構(gòu)體的數(shù)目也就越多。同分異構(gòu)現(xiàn)象在有機化合物中十分普遍。因此在高考化學(xué)考綱中明確規(guī)定“了解有機化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象，能正確書寫簡單有機化合物的同分異構(gòu)體”。同分異構(gòu)現(xiàn)象、同分異構(gòu)體的分析判斷和書寫作為一個常考考點在高考題中常有出現(xiàn)。怎樣才能對此類問題正確解答？在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)有機物的同分異構(gòu)現(xiàn)象與同分異構(gòu)體的分析和判斷存在一定的規(guī)律，如果掌握了此類規(guī)律，則有機物的同分異構(gòu)體的種類的分析與同分異構(gòu)體的書寫的問題將迎刃而解。教學(xué)中，我從以下四個方面來對學(xué)生進(jìn)行有機同分異構(gòu)體書寫的邏輯思維訓(xùn)練。

一、碳鏈異構(gòu)是基礎(chǔ)

無論是烴還是烴的衍生物中均會存在相應(yīng)的碳鏈，因此在分析同分異構(gòu)現(xiàn)體中，首先應(yīng)明

確碳原子的連接方式有幾種，即有幾種碳鏈？因為碳鏈相當(dāng)于有機物中碳原子的基本連接方式，也稱為碳骨架，有了碳骨架，才可能在碳上補上相應(yīng)的官能團或氫原子，從而形成完整的有機物的結(jié)構(gòu)。由此，可看出碳鏈的重要性。怎樣才能全面而完整的寫出碳鏈，既不漏寫，又不重復(fù)書寫呢？在教學(xué)中，我采用寫烴的同分異構(gòu)體時，首先寫出一個包含所有碳原子的長鏈的直鏈型，這代表了作為基礎(chǔ)的第一種碳鏈;然后依次斷下端點碳，作為取代基，而剩下的碳鏈作為主鏈，把取代基的碳原子連在主鏈上的非端點碳上，且連接時看下主鏈?zhǔn)欠駥ΨQ，有沒有對稱點，因為連接時過了對稱點連接碳鏈就會造成結(jié)構(gòu)的重復(fù)。利用使主鏈由長到短，使支鏈由少到多的一種邏輯性思維方式去書寫碳鏈，按照這種邏輯思維方式一步步書寫，就避免了書寫中的重復(fù)與漏寫。如果是烷烴，則其同分異構(gòu)體全部均是以碳鏈異構(gòu)的方式形成，寫完碳鏈，再根據(jù)碳原子形成四個化學(xué)鍵的原理，補上相應(yīng)的氫原子的個數(shù)，則烷烴的同分異構(gòu)體書寫完成。

對烯烴、炔烴以及烴的衍生物而言，相較于烷烴，這些物質(zhì)均含有官能團，所以在具備相同的碳鏈的時候，官能團的位置不同，則也會形成同分異構(gòu)體，所以有官能團的有機物，在書寫同分異構(gòu)體時還應(yīng)寫出位置異構(gòu)的同分異構(gòu)體。

二、位置異構(gòu)是變化

針對有官能團的有機物，書寫時的邏輯思路，我認(rèn)為還是先寫出碳鏈，然后再在碳鏈上標(biāo)

出官能團相應(yīng)的位置。這樣的思維方式也體現(xiàn)了一個由簡到繁逐層遞增的邏輯順序，而學(xué)生有了這樣的明確的書寫步驟，在書寫過程中就會目標(biāo)清晰而不盲目。

三、官能團異構(gòu)是提升

在有機化學(xué)中，不同官能團結(jié)構(gòu)類型的有機物，如果具備相同的分子式，這樣的現(xiàn)象稱為官能團異構(gòu)現(xiàn)象。對于不同官能團結(jié)構(gòu)類型的同分異構(gòu)體之間存在通式相同的現(xiàn)象，常見的如環(huán)烷烴與單烯烴的通式為CnH2n;二烯烴與單炔烴的通式為CnH2n-2;芳香醇與酚的通式為CnH2n-6O;飽和一元醇與飽和一元醚的通式為CnH2n+2O;飽和一元醛與飽和一元酮的通式為CnH2nO;飽和一元羧酸和飽和一元酯的通式為CnH2nO2。因此在同分異構(gòu)體的書寫中，常常還需要根據(jù)題目的要求來進(jìn)行書寫，如“請寫出分子式為C5H10O2的所有含羧基的同分異構(gòu)體和寫出其所有含酯基的同分異構(gòu)體?！备鶕?jù)題意，含羧基的同分異構(gòu)體是指羧酸類的，可以把羧基看成取代基團，而主鏈?zhǔn)?個碳的碳鏈有兩種，形成的烴基有四種，分析出其有四種同分異構(gòu)體：CH3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH（CH3）COOH、（CH3）2CHCH2COOH、（CH3）3CCOOH;含酯基的同分異構(gòu)體則要根據(jù)羧酸與醇的碳鏈方式來找同分異構(gòu)體，整個過程中的邏輯性可以從羧酸與醇的碳個數(shù)的增減來分析：如四個碳的羧酸相當(dāng)于丙基與羰基相連，丙基有兩種結(jié)構(gòu)，所以四個碳的羧酸也就是兩種同分異構(gòu)體，而一個碳的醇只有一種結(jié)構(gòu)，因此C3H7COOCH3有兩種同分異構(gòu)體，接下來三個碳的羧酸與兩個碳的醇形成的酯C2H5COOC2H5只有一種結(jié)構(gòu)，斷續(xù)羧酸的碳個數(shù)減為2個，醇的碳個為3，因為三個碳的丙基有兩種結(jié)構(gòu)，所以丙醇也就是兩種結(jié)構(gòu)，則CH3COOC3H7有兩種同分異構(gòu)體，根據(jù)此原理，HCOOC4H9可分析出四種同分異構(gòu)體。綜上，分子式為C5H10O2羧酸類同分異構(gòu)體有四種，酯類的同分異構(gòu)體有九種。由于學(xué)生在思考問題時是根據(jù)題意分類進(jìn)行討論，所以在書寫中的條理清晰，不會出現(xiàn)漏寫與重寫的情況。

四、立體異構(gòu)看要求

在有機合物的同分異構(gòu)體中還有一類與空間構(gòu)型有關(guān)的異構(gòu)方式稱為“立體異構(gòu)”。在高中階段，學(xué)生接觸的“立體異構(gòu)”主要是兩類：一類是烯烴中存在的“順反異構(gòu)”，另一類是有“手性碳原子”的“對映異構(gòu)”。在教材對于這兩種異構(gòu)的要求中，都是了解層次的知識，一般在試題里寫同分異構(gòu)體時常常直接給出“不考慮立體異構(gòu)”。但是針對烯烴的“順反異構(gòu)”，如果在要求寫烯烴的同分異構(gòu)體時，沒有給出“不考慮立體異構(gòu)”的題設(shè)時，則是要寫出“順反異構(gòu)”同分異構(gòu)體的。因此答題中，除了要會應(yīng)用常見的基礎(chǔ)分析方式，還應(yīng)看清題意，根據(jù)題意回答，才不會出現(xiàn)錯誤的答案。

利用以上四個方面的有機同分異構(gòu)體書寫的邏輯思路教學(xué)，學(xué)生對于同分異構(gòu)體的書寫有了清晰的步驟，從而能又快又準(zhǔn)的給出答案。反思整個過程我明白，對于學(xué)生運用邏輯思維解決化學(xué)問題，也是對學(xué)生化學(xué)科學(xué)素養(yǎng)的一種培養(yǎng)。