專題03有機化合物的結構

型梳理

?題型01有機物中碳原子的成鍵特點

?題型02有機化合物中共價犍的類型

?題型03有機物共面問題

?題型04同分異構現象與同分異構類型判斷

?題型05同分異構體的書寫與數目判斷

?題型06同位素、同素異形體、同系物、同分異構體的判斷

?題型07順反異構判定

?題型08根據結構計算不飽和度

舉一反三

?題型01有機物中碳原子的成鍵特點

E如夜萩重

碳原子的結構及成鍵特點

（1）碳原子最外層有個電子，在有機物中總是形成個共價鍵。

（2）碳原子的結合方式：

①碳原子之間的結合方式有、、

②碳原子和氫原子只能形成碳氫單鍵（C—H）,和氧原子可以形成碳氧單鍵（C—O）和碳氧雙鍵

（C=O）o

（2）碳原子的連接方式：

碳原子通過共價鍵結合形成。

甲烷、乙烯、乙煥的分子結構

有機物甲烷乙烯乙煥

分子式

結構式

分子的空間結構

碳原子的類型

(1)僅以單鍵方式成鍵的碳原子稱為。

(2)以雙鍵或三鍵等方式成鍵的碳原子稱為

彳觀的百:仄虎阿雨加看丁下利分子式而蠢構式示吾迪的瓦

HHH

A.CH.N：C=N-HB.CHSi：C-Si

/4

HHH

H-C-O-H

c.CH,SO：iiD.CH4S：

S

【典例1-2】下列關于有機化合物中碳原子的敘述錯誤的是

A.碳原子可與碳原子成鍵外，也可與其他元素的原子形成化學鍵

B.碳原子易得到電子，形成負離子

C.有機化合物分子中可以含有1個碳原子，也可以含有成千上萬個碳原子

D.碳原子之間能形成單鍵，也能形成雙鍵、三鍵，還能形成碳鏈或碳環

【變式1-11下列說法正確的是

A.碳碳單鍵、碳碳雙鍵、碳碳三鍵均能繞鍵軸旋轉

B.烷煌分子中一個碳原子形成的四個鍵中每兩個鍵的夾角均為109。28,

C.乙烯分子中碳碳雙鍵與碳氫鍵的夾角為180°

D.乙煥分子中碳碳三鍵與碳氫鍵的夾角為180°

【變式1-2】下列化學式及結構式中,從成鍵情況看不合理的是

HH

\/

A.CH3NB.CH4SiC—Si

/\

HH

H

I

H-C-O-HHCH

c.CH2OSD.CH4SI

SH

【變式1-3］下列有機化合物中碳原子的連接方式不可能的是

?題型02有機化合物中共價鍵的類型

知識積累

1.幾種簡單有機物分子中碳原子軌道的雜化方式

（1）甲烷分子中碳原子的雜化方式

甲烷分子中，碳原子2s軌道的一個電子躍遷到2P軌道中，并與2P軌道混雜形成4個sp3雜化軌道。

為了使雜化軌道相互間的排斥最小，4個sp3雜化軌道彼此盡可能遠離，分別指向正四面體的四個頂點。每

個sp3雜化軌道上有一個未成對的電子，與氫原子1s軌道沿軌道對稱軸方向重疊成鍵，形成四個等同的

C—H共價鍵。

（2）幾種簡單有機分子中碳原子軌道的雜化方式

有機物分子CH4CH2=CH2CH=CHC6H6

碳原子軌道的雜化方式

分子空間結構

2.0鍵與71鍵

（1）◎鍵與兀鍵

。鍵：沿軌道對稱軸方向重疊形成的共價鍵叫◎鍵，形成0鍵時電子云達到了最大的重疊程度，。鍵比較牢

固并且能圍繞。

兀鍵：把P軌道沿對稱軸平行的方向重疊形成的共價鍵叫兀鍵，形成無鍵時，電子云重疊程度比◎鍵小，

故兀鍵的穩定性比0鍵差。

（2）◎鍵與7T鍵判斷方法

碳原子與其他原子成鍵類型判斷方法

單鍵

雙鍵

三鍵

【典例2-1］下列關于有機化合物中化學鍵的說法不正確的是

A.烷燃中的化學鍵均為。鍵

B.CH3NH2中C—H鍵的極性比N—H鍵的極性弱

C.乙烯分子中含有極性鍵和非極性鍵

D.1個丙塊分子中含有5個◎鍵和3個兀鍵

【典例2-2】氯霉素曾用作廣譜抗菌藥，X（結構如圖所示）是合成氯霉素的中間體之一。設M為阿伏加德羅

常數的值，下列說法正確的是

A.0.5molX中含有的sp3雜化碳原子數為2M

B.ImolX中含有的C—C鍵數為9M

C.ImolX中O原子上的孤電子對數為2M

D.Imol基態Br原子的價層電子數為5NA

【變式2-1］用NA代表阿伏加德羅常數的值.下列說法正確的是

A.14g乙烯和聚乙烯的混合物中總原子數為3NA

B.標準狀況下，22.4L乙煥中。鍵的數目為NA

C.標準狀況下，1L2L氯仿中含有的氯原子數目為L5NA

D.46gCH3cH20H中sd雜化的碳原子數為NA

【變式2-2］在分子式為CnH2n的燒分子中共用電子對的數目為

A.3nB.3n+lC.2nD.2n+l

?題型03有機物共面問題

知識積累

幾種簡單有機分子中碳原子軌道的雜化方式

三

有機物分子CH4CH2=CH2CHCHC6H6

碳原子軌道的雜化方式

分子空間結廟

【典例3-1】下列說法正確的是

A.CH3cH=CHCH3分子中的四個碳原子在同一直線上

B.a()和c(CHO）分子中所有碳原子均處于同一平面上

C（CH3）3中所有碳原子可能都處于同一平面

D.化合物（（b）、QJ（d）、（P）中只有b的所有原子處于同一平面

【變式3-1】某煌的結構簡式為：CH3cH2cH=C（C2H5）C=CH,分子中含有四面體結構的碳原子（飽和碳

原子）數為a,一定在同一直線上的碳原子數為b,一定在同一平面內的碳原子數為c,a、b、c分別為

A.4,3,5B.4,3,6C.2,5,4D.4,6,4

【變式3-2］描述CH3-CH=CH-C三C-CF,分子結構的下列敘述中，正確的是

A.所有原子有可能都在同一平面上B.6個碳的子不一定都在同一平面上

C.6個碳原子有可能都在一條直線上D.6個碳原子不可能都在一條直線上

【變式3-3】某煌的結構簡式如圖所示，若分子中最多共線碳原子數為a,可能共面的碳原子數最多為b,

含四面體結構的碳原子數為c,則a、b、c分別是

H3C\『5

H3C—C—C=C—C=CH

?題型04同分異構現象與同分異構類型判斷

知識積累

1.同分異構現象和同分異構體

（1）同分異構現象是指分子式相同而結構不同的現象。分子式相同而結構不同的化合物分子互為同分

異構體.

（2）產生同分異構現象的本質原因是有機化合物分子內部原子的、等不同。

（3）同分異構體的性質存在差異，本質原因是它們具有不同的結構。

2.構造異構

（1）構造異構的概念

分子式相同而分子中原子或基團連接方式不同的異構現象稱為。構造異構分為

、和O

（2）構造異構的類型

類型概念示例

碳骨架不同而產生的異構CH3

CH3cH2cH2cH3與

CH3—CH—CH3

官能團在碳鏈中的位置不同而引起的異CH2==CH—CH2—CH3與

—

構CH3—CH==CH—CH3

5子中所含官能團不同而產生的異構

CH3cH20H與CH3—O—CH3

【典例4-1】下列化學式中只能表示一種物質的是

A.CB.C2H5clC.C3H6D.C4H8Br2

【典例4-2】下列各組同分異構體屬于位置異構的是

【變式4-2］下列說法正確的是

CH—CH—CHCH—CH—CH—CH

A.3I3與3|23互為同分異構體

CH2—CH3CH3

FF

B.H—C—Cl與Cl—C—Cl為同一種物質

ClH

c.甲烷能使酸性高鋸酸鉀溶液褪色

D.光照下，甲烷與氯氣發生加成反應

【變式4-3】下列有機物中，互為同分異構體的是

A.CH3cH2cl和CH2cleH3B.|^>—和CH3cH=CHCH3

CnCH3

-CCcH^H3C-C^D.異戊烷和2■■甲基戊烷

?題型05同分異構體的書寫與數目判斷

知識積累

構造異構體的書寫方法

（1）烷煌的同分異構體的書寫方法：

烷煌的同分異構體的書寫是其他種類有機物同分異構體書寫的基礎。由于烷烽只存在碳鏈異構，一般可采

用“降碳對稱法”進行書寫。

①先寫直鏈異構體的結構簡式；

②在直鏈減少1個碳作甲基取代基，其余為主鏈，甲基連在主鏈上，端點碳除外；

③再減少2個碳為2個甲基或1個乙基取代基，連在剩余碳形成的主鏈上，乙基至少連在離端點碳相隔1

個碳的碳原子上；

④依次減少直鏈異構體上的碳原子作取代基（主鏈始終為最長碳鏈）。

戊烷（C5H12）的三種同分異構體的結構簡式為：

正戊烷異戊烷新戊烷

（2）烯煌的同分異構體的書寫方法：

①先確定主鏈碳原子個數；

②確定官能團（C=C）在主鏈上的位置實現位置異構；

③分別接入支鏈實現碳鏈異構。

分子式為C4H8的烯煌的同分異構體的結構簡式為：

CH,=CH—CH,—CH,CH3—CH=CH—CH3CH2=C—CH3

CH3

（3）含有不同官能團的同分異構體的書寫：

乙醇和二甲醛的分子式都為C2H60,乙醇分子中的官能團為羥基（一0H）,二甲醛分子中的官能團為酷鍵

乙醇：H-U-i二甲醛:

II

【典例5-1】某烯煌與氫氣加成后得到的飽和燃如圖所示，該烯煌可能的結構有

C2H5

CH3CH2

CH

3-------CHCH2

CH3——c—CH—CH2—CH3

CH3

A.6種B.7種C.8種D.9種

CH3CH3

【變式5-1】有機物H?c—C—C—CH的一氯代物的種類是

II

CH3CH3

A.1種B.2種C.3種D.4種

【變式5-2】分子式為C5HQCI的同分異構體中含醛基的有機物共有（不含立體異構）幾種

A.8種B.10種C.12種D.14種

【變式5-3】分子式為C4H8且屬于烯短的結構有種（不考慮立體異構）。

?題型06同位素、同素異形體、同系物、同分異構體的判斷

【典例6-1】在中學化學中將同位素、同素異形體、同系物和同分異構體稱為“四同”，下列有關說法一定正

確的是

A.12co和14co互為同位素B.QHg和C5HHl互為同系物

HF

II

C.和互為同素異形體D.F—C—F和H—C—F互為同分異構體

II

HH

【變式6-1】下列各組物質互為同分異構體的是

A.金剛石和石墨B.12c和14c

C.CH&和CH3cH2cH3D.CH3cH,OH和CH30cH3

【變式6-2］下列說法正確的是

A.14c與MN互為同位素

B.TO2與18。2互為同素異形體

C.CH4與C5H12一定互為同系物

HM

D.H-C-C1和，互為同分異構體

ClII

【變式6-3］在下列各組物質中，找出合適的序號填在對應的空格內：

12c14③:;K

①NO2和N2O4②和C和；：Ca

④CH3cH2cH2cH2cH3和CH3c（CH3）2CH3⑤甲烷和丙烷

ClCl

⑥H-C-a和H-C—H@石墨和金剛石

匕Cl

（1）互為同位素的是o

（2）互為同分異構體的是。

（3）互為同系物的是。

（4）互為同素異形體的是o

（5）④中沸點較低的物質的系統命名為：

?題型07順反異構判定

【典例7-1】下圖中兩分子所表示的物質間的關系是

H3C\c=C

jH、也

A.互為同分異構體B.是同一種物質

C.互為手性異構體D.互為同系物

【典例7-2】下列化合物中存在順反異構體的是

C2H5cH=CHCH-CH=CHC2H$

A.|CHB.CH,-CH=CH,

3

CH=CH2

C.CH2=CH-CH=CH2

【變式7-1］下列有關化學用語或圖示表達正確的是

A.CO2的電子式：：O：C：O：

B.NH3的球棍模型:

H

C.一元酸次磷酸（H3Po2）的結構簡式為：I