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烃分子中原子共线共面的确定

来源:未知作者:韩富军 点击:所属专题: 共线 共面 烃类
解此类问题除了必须具备一定的化学知识外,还应注意化学与数学的结合,运用所学立体几何知识,解决有关化学问题。 我们已经学习过CH 4 、C 2 H 4 、C 2 H 2 和C 6 H 6 四种典型的有机物结构,只要掌握好这些结构,以它们为基础,借助“C-C”可以旋转而“C=C”、“C C”不能

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解此类问题除了必须具备一定的化学知识外,还应注意化学与数学的结合,运用所学立体几何知识,解决有关化学问题。

我们已经学习过CH4、C2H4、C2H2和C6H6四种典型的有机物结构,只要掌握好这些结构,以它们为基础,借助“C-C”可以旋转而“C=C”、“C烃分子中原子共线共面的确定C”不能旋转的特点,联系立体几何知识,各种与此有关的题目均可迎刃而解,现举例如下:

1. 甲烷的正四面体结构

在甲烷分子中,1个碳原子和任意2个氢原子可确定一个平面,其余2个氢原子分别位于这个平面的两侧,即甲烷分子中有且只有3个原子共面(称为三角形规则)。当甲烷分子中某个氢原子被其他原子取代时,可将该代替原子看做是原来氢原子的位置,从而解决该原子的共面问题。

如CH3CH3的结构式可写成如下图所示:

 烃分子中原子共线共面的确定

左侧甲基和②C构成“甲烷”分子,此分子中④H、①C、②C构成三角形,同理①C、②C、③H也构成了三角形,即乙烷分子中最多有2个碳原子(①C、②C)和2个氢原子(③H、④H)4个原子共面。

2. 乙烯的平面结构

乙烯分子中所有原子都在同一平面内,烃分子中原子共线共面的确定键角约为120°。当乙烯分子中某个氢原子被其他原子取代时,代替该氢原子的原子一定在乙烯分子所在的平面内。如烃分子中原子共线共面的确定的结构式可写成如下图所示:

 烃分子中原子共线共面的确定

乙烯分子结构

该分子中乙烯结构的4个H原子被4个甲基所代替,则该分子中6个C原子(①C、②C、③C、④C、⑤C、⑥C)一定在同一个平面内。

烃分子中原子共线共面的确定

3. 苯的平面结构

苯分子中所有原子都在同一平面内,键角为120°。当苯分子中的1个氢原子被其他原子取代时,代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。

 烃分子中原子共线共面的确定

如甲苯中的7个碳原子(苯环上的6个碳原子和甲基上的1个碳原子)和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,甲基上的1个氢原子(①H)和②C、③C构成的三角形也可以转到这个平面上,其余2个氢原子分布在平面两侧。故甲苯分子中最多可能有13个原子共面。

4. 乙炔的直线结构

乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子都在一条直线上,键角为180°。

烃分子中原子共线共面的确定 

当乙炔分子中的1个氢原子被其他原子取代时,代替该氢原子的原子一定和乙炔分子中的其他原子共线。

结合乙烷分子中原子共面问题的推导方法可得该分子中4个C原子一定共线,最多可能有4个C原子、2个H原子共6个原子共面。

(责任编辑:化学自习室)
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