化学自习室移动版

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”、“CC”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：

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，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。如的结构式可写成如下图所示：

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。

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。

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°。

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。