有机物原子共面问题

分子中原子共面问题一、几个特殊分子的空间构型1.常见分子的空间构型：CH4分子为正四面体结构，其分子最多有3个原子共处同一平面。乙烯分子中所有原子共平面。乙炔分子中所有原子共直线。苯分子中所有原子共平面。HCHO分子中所有原子共平面。（1）熟记四类空间构型中学有机化学空间结构问题的基石是甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构。甲烷型：正四面体结构，4个CH健不在同一平面上；凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时，空间结构都是正四面体结构以及烷烃的空间构型；5个原子中最多有3个原子共平面。乙烯型：平面结构。六个原子均在同一平面上；凡是位于乙烯结构上的六个原子共平面。乙炔型：直线型结构。四个原子在同一条直线上；凡是位于乙炔结构上的四个原子共直线。苯型：平面正六边形结构。六个碳原子和六个氢原子共平面；凡是位于苯环上的12个原子共平面。（2）理解三键三角三键：CC键可以旋转，而C=C键、CC键不能旋转。三角：甲烷中的CH键之间的夹角为10928，乙烯和苯环中的CH键之间的夹角为120，乙炔中的CH键之间的夹角为180。2.单键的转动思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。二、结构不同的基团连接后原子共面分析1直线与平面连接：直线结构中如果有2个原子（或者一个共价键）与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。如CH2=CH-CCH，其空间结构为，中间两个碳原子既在乙烯平面上，又在乙炔直线上，所以直线在平面上，所有原子共平面。2平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合，但可能重合。如苯乙烯分子中共平面原子至少12个，最多16个。3平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。如丙烯分子中，共面原子至少6个，最多7个。 4直线、平面与立体连接：如图所示的大分子中共平面原子至少12个，最多19个。分析时要注意两点：观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面型”、乙炔“直线形”和苯“平面型”等分子构型知识迁移过来即可；苯环以单键连接在6号不饱和碳原子上，不管单键如何旋转，8号和9号碳原子总是处于乙烯平面上。不要忽视8号碳原子对位上的9号碳原子，记住一句歌词“对面的女孩看过来”。【例题】例1、请分析苯乙炔分子中最多有多少个原子共平面?例2：有机物分子中至少有多少个碳原子处于同一平面上?例3：结构式为的烃，分子中至少有多少个碳原子处在同一平面上？1苯己炔分子中所有原子均在同一平面，即苯乙炔分子中8个碳原子、6个氢原子均在同一平面内。，2、分析：由苯分子的空问构型可知，苯环上的6个碳原子、4个氢原子以及与苯环直接相连的两个碳原子一定共平面。由乙烯的分子结构可知，中的原子在同一平面。由乙醛分子结构可知，中的原子在同一平面。由碳碳单键可以旋转，可知分子中所有的原子可以共面。3、分析：由苯分子的空间结构可知，苯环上的六个碳原子以及与它直接相邻的两个碳原子共面。另外与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子，处于两苯环旋转的轴线（两苯环之间的碳碳键可以旋转）上，也应该共面另外与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子，处于两苯环旋转轴线(两苯环之间的碳碳单键可以旋转)上，也应该共平面。所以，分子中至少有9个碳原子共平面。7、盆烯是近年合成的一种有机物，它的分子结构可简化表示为（其中C、H原子已略去），下列关于盆烯的说法中错误的是 （ ）A盆烯是苯的一种同分异构体 B盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上C盆烯是乙烯的一种同系物 D. 盆烯在一定条件下可以发生加成反应8、甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是 （ ）A分子式为C25H20 B分子中所有原子有可能处于同一平面C该化合物分子中所