化学自习室移动版

　　一、把握结构对称性：采用“对称轴”法 

　　对于碳链异构和官能团的位置异构，都重在把握结构的对称性，采用“对称轴”法确定。有了对称轴之后，只需考虑分子结构中对称轴一侧的支链或官能团的取代位置，不能超越对称轴至另一侧，但可以在对称轴的轴线的当前位置上。 

　　例1、进行一氯取代后，只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是 
　　A．(CH₃)₂CHCH₂CH₂CH₃　　B．(CH₃CH₂)₂CHCH₃ 
　　C．(CH₃)₂CHCH(CH₃)₂　　　D．(CH₃)₃CCH₂CH₃
　　解析： 
　　首先要能快速的把这种缩写的结构简式改写成展开的结构简式，甚至可以写成碳架结构，然后根据对称性确定其一氯代物异构体数目。不同的异构体的沸点肯定不同。正确选项为D。
 
　　二、实现思维有序性 
　　书写同分异构体时要思维有序：先写碳链异构的各种情况，然后书写官能团的位置异构，最后书写类别异构，这样可避免漏写。二价取代物在一价取代物的基础上书写。把握好这两点可避免重复书写和漏写 

　　同时，一定要掌握从已知有机化合物的分子式，导出可能的同分异构体的结构简式这一基本技能。通常情况下，写出异构体结构简式时一般按下列步骤有序写出： 

　　(1)根据分子式先确定可能的官能团异构有几类； 

　　(2)在每一类异构中先确定不同的碳链异构； 

　　(3)再在每一条碳链上考虑官能团的位置异构有几种；这样考虑思路清晰，写出有序，思维不会混乱。写出时还要注意避免出现重复或遗漏的现象，还应注意遵循碳原子价数为4，氧原子价数为2，氢原子价数为1的原则。 

　　例2、请写出C₅H₁₂O的同分异构体 

　　解析： 
　　根据分子式可知，其类别异构有饱和一元醇和醚两类。五个碳原子可形成的碳链异构如下： 

　　当其为醇时，利用对称性，可能的结构即－OH的位置异构可表示如下：

　　由以上可看出属于醇的结构有8种。同理，根据对称性，属于醚的可能结构即“－O－”在碳链中的可能位置有以下6种。

　　所以，C₅H₁₂O的同分异构体共有14种。 

　　三、热门烃基——丁基 
　　丁基共有四种，而丙基只有两种，戊基则多达八种。因丙基数目太少，而戊基数目又太多，所以在近年的高考和模拟题中常涉及丁基异构的问题。 

　　例3、已知丁基共有四种，不必试写，立即可断定分子式为C₅H₁₀O的醛应有几种 
　　A．3种　B．4种　C．5种　D．6种 

　　解析： 
　　分子式为C₅H₁₀O的醛可以看作是丁基上连接一个醛基所得，而丁基只有四种，所以选B。 

　　例5、液晶是一类新型材料。MABA是一种较好的液晶化合物。它可以看作是由醛A和胺B去水缩合产物：
　　  　　 
　 
　　(1)对位上有一个－C₄H₉的苯胺可能有4个异构体，它们是：　　 　_____、____。 

　　(2)醛a 有异构体甚多。其中属于酯类化合物，而且结构式中有苯环结构的异构体就有6个，它们是：____________、________________。  
　　解析： 
　　(1)还是要熟练书写丁基的四种结构。 

　　(2)补写同分异构体时一定要注意分析已经提供的结构中所展现出来的信息。酚羟基与羧基所形成的酯，教材中没有涉及到，但根据本题的信息可以分析出来，自学能力、分析信息、理解信息、应用信息的能力正是中学阶段要培养的。 

　　答案： 
　　  

　　四、“占位”思想的应用 
　　例6、已知A为 ，萘环上的二溴代物有九种，则A分子萘环上的四溴代物异构体数目为____种。 

　　解析： 
　　环上已经连接有两个甲基了，还有六个位置可以被取代，二溴代物的萘环上有4个H，2个Br；而四溴代物的萘环上连的是4个Br，2个H；如把四溴代物的4个Br换成4个H，2个H换成2个Br；就恰好为二溴代物，即两种结构相当，所以异构体数目也一定相等。只要注意运用这种“占位”意识，同时注意数据“互补”，就不必一一试写，而由已知情况推导。所以，A的一溴代物有多少种，五溴代物就有多少种(2＋4=6，1＋5=6)。 

　　五、“先多后少”的思想 
　　在有多种取代基，而且取代基的数目不同时，一般先写取代基数目比较多的，然后再写取代基数目相对比较少的。如：要写二甲基氯苯的可能结构，考虑到取代基有两种，一种是甲基，一种是氯原子。甲基有两个而氯原子只有一个，所以先在苯环上固定两个甲基的位置，再在它的基础上考虑氯原子的位置。这样就比较有序，而且快捷。

　　以上书写过程，清楚的体现了一个有序书写的过程。根据苯分子是一个平面正六边形结构，甲苯只有一种；根据甲苯的对称性，写出了三种二甲苯；根据三种二甲苯各自的对称性，写出了二甲基氯苯的六种结构。 

　　如果有多种取代基，但各种取代基的数目相等，则可以一一考虑，层层深入。 

　　例6、苯丙醇胺(英文缩写为PPA)结构简式如下：
 
　　苯丙醇胺是一种一取代苯，取代基是： 　　将苯基、氨基、羟基在碳链上的位置变换，可写出多种同分异构体，请写出H_2n^-、Ho^-不连在同一个碳原子上的同分异构体的结构简式__________________。 

　　解析： 
　　此题属于有条件限制的同分异构体的书写问题，其中的条件限制信息有两点：1．苯基、氨基、羟基在碳链上的位置变换，据此可知碳链仅是：C－C－C。2．H₂N^-、HO^-不连在同一个碳原子上。同时我们知道苯基、氨基、羟基的数目也是相等的，都是一个。所以可以根据信息依次固定。 

　　可以先在碳链上固定苯基，根据碳链的对称性： 。苯基在碳链上有两种不同的位置： 　　在这两种结构中，前者没有对称性，而后者仍有对称性(如虚线所示)，因此，如果再连接氨基，前者有三种，而后者只有两种，具体如下所示：

　　在以上所得结构中，只有最后一种有对称性(如上虚线所示)，而H₂N^-、HO^-不连在同一个碳原子上，所以前四种中，HO^-各有两种连接方式，最后一种Ho^-只有一种连接方式共得到九种结构，具体如下所示：
 
　　在以上的九种结构中补齐碳链上的氢原子即为题目所要求书写的同分异构体的结构简式。 

　　六、几种重要的立体异构 
　　例7、1，2，3－－三苯基环丙烷的3个苯基可以分布在环丙烷环平面的上下，因此有如下2个异构体。 

　　[]是苯基，环用键线表示，C、H原子都未画出，据此，可判断1，2，3，4，5－－五氯环戊烷(假定五个碳原子也处于同一平面上)的异构体数是： 
　　A．4　　B．5　　C．6　　D．7 

　　解析： 
　　此题以三元环取代物的几何异构来给予信息，突出考察自学能力、信息迁移能力，并在此基础上考察逻辑思维、抽象思维和空间概念。 

　　解题时，我们把环戊烷用键线式写在纸平面上。在纸平面下方的氯原子可不写出，在纸平面前方的则用碳原子上画小圈的方法表示。五个氯原子都在下方、一个氯原子在前方的都只有一种结构，在纸平面前方有两个氯原子的则有两种结构：
 
　　在纸平面前方有三个氯原子的与在纸平面前方有两个氯原子的结构重复；在纸平面前方有四个、五个氯原子的分别跟在纸平面前方有一个氯原子、全部在纸平面下方的重复。所以共有4个异构体。正确答案为选项A。 

　　例8、金刚烷的结构如图 ，它可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型。请根据中学学过的异构现象判断由氯原子取代金刚烷亚甲基(―CH₂―)中氢原子所形成的二氯取代物的种类 
　　A．4种　　B．3种　　C．2种　　　D．6种 

　　解析： 
　　此题属于有条件限制的同分异构体数目的判断。判断的仅是由氯原子取代金刚烷亚甲基(－CH₂－)上的氢原子所形成的二氯取代物的种类。但此题还有一点关键是要根据金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型，判断出它是一个高度对称的结构，整个结构由四个完全等同的立体六元环构成。因此，金刚烷六个亚甲基(－CH₂－)上的氢原子是完全等效的，金刚烷亚甲基(－CH₂－)中氢原子所形成的一氯取代物只有一种。而二氯代物可以在一氯代物的基础上书写：

　　由以上左图可以看出当亚甲基有一个氯原子取代后，亚甲基上氢原子有右图所示的三种环境。所以，由氯原子取代金刚烷亚甲基(－CH^2-)中氢原子所形成的二氯取代物只有三种。正确选项为B。 

　　思考： 
　　金刚烷的一氯取代物有多少种？二氯取代物有多少种？ 

　　例9、[PtCl₆]^2-离子具有正八面体的空间结构，如图所示。 Pt原子位于正八面体的中心，Cl^-离子位于正八面体的6个顶点，若用2个NH₃分子替换2个Cl^-离子，则[Pt(NH₃)₂Cl₄]分子的同分异构体数目是多少？ 

　　提示：解决同分异构体的题目一定要有比较强的空间想象能力，首先要注意到正八面体的八个顶点是完全等效的，所以[Pt(NH₃)Cl₅]^-只有一种，[Pt(NH₃)₂Cl₄]分子的同分异构体数目只有两种。
 
相同的数字代表等效位置