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从有机的发展历程中,化学家尝试并使用过多种不同方法来表达化合物结构。以异丙醇为例,其结构用不同的方式表示:

Lewis结构式的优点是所有原子和键均明确给出。但Lewis 结构式只适用于小分子。很难写出大分子的每个键和原子。
部分缩减式中,省略了每一个C—H键,CH3代表一个碳原子与三个氢原子结合,但依然只适合小分子。
缩减式中,没有给出单键。而是将连在一起的部分原子以基团形式给出。但这种表示依然不适合大分子。
化合物分子式只能简要给出分子中各类原子的数目(C3H8O), 无法提供结构信息。比如上述的分子式C3H8O,实际上存在三种构造异构体:

那么,什么表达方式能够简化冗余信息、准确清晰的表示有机化合物的结构的?
答案就是我们接下来需要掌握的键线式。
1、 什么是键线式?
键线式,又称骨架结构,是广泛运用于有机化合物结构表达的方式。
键线式中只保留共价键,而省去与碳相连的氢原子,但杂原子和与杂原子相连的氢不能省去。
2、 键线式要点
要点:
①两根单键之间或一根双键和一根单键之间的夹角为120°;
②一根单键和一根三键之间的夹角为180°,分子中的碳氢键、碳原子均省略,但杂原子及与杂原子相连的氢必须保留。
3、 结构转化实例
下面我们通过两个例子,来感受一下键线式带来的简化震撼:

如果不掌握键线式,用其他表达式去绘制大分子量的化合物,简直是一种灾难。
除了让自己省力以外,键线式能直观展示分子的拓扑结构(如环的大小、支链位置)和官能团(如羟基、羰基),帮助快速识别反应活性位点。
键线式也是国际通用的化学语言,跨越语言障碍,便于全球科研交流。
4、 需要注意的点
由于三键中碳原子 sp杂化,是直线形的。所以三键不能写成折线型。这也是许多新手或老手常犯的错误。
5、 总结
键线式通过简化冗余信息、聚焦化学本质和标准化表达,成为有机化学中最高效的结构表达工具。它不仅适用于学术研究,也是化学绘制软件(如ChemDraw)和数据库(如Pubchem、Scifinder、Reaxys)的基础输入格式,是学习化学必须掌握的核心技能之一。
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