化学自习室移动版

  一、“基”的空间结构

“基”的空间结构是构成有机化合物空间结构的基本要素，不同的“基”相互连接形成了空间各异的有机物。掌握这些“基”的结构，对了解有机化合物空间结构，培养学生空间想象能力具有指导意义。常见部分“基”的空间结构如下：

例1、描述 分子结构的下列叙述中，正确的是

　　A．6个碳原子有可能都在一条直线上

　　B．6个碳原子不可能都在同一条直线上

　　C．6个碳原子有可能都在同一平面上

　　D．6个碳原子不可能都在同一平面上

　 解析：根据的空间结构可确定该分子结构为：

　　可知6个碳原子并非均在同一直线上。B正确。但该物质不是所有原子都在同一平面上（-CH₃中的3个氢原子，-CF₃中的3个氟原子），但6个碳原子都在同一平面上。C正确。

例2、某期刊封面上有如下一分子的球棍模型图，图中“棍”代表单键或双键或三键。不同颜色的球代表不同元素的原子，该模型图可代表一种

A．卤代羧酸    B．酯 C．氨基酸    D．醇钠

解析：由“基”的空间结构，可分析出蓝球为氮原子，绿球为碳原子，红球为氧原子，白球为氢原子，其结构简式：。选C。

二、“基”的异构体

丙基有2种、丁基有4种同分异构体，－COOH若写为－OOCH则成为甲酸酯。掌握“基”的异构体可使我们快速确定有机物的同分异构体数目，并能准确写出异构体。

例3、化学式是C₄H₁₀O的醇可被氧化成醛的有

A 、二种     B 、三种　　C 、四种     D 、五种

解析：醇可被氧化成醛，其羟基位置必须在端C 上，这是由于－CHO 的结构决定的。化学式为C₄H₁₀O 的醇的同分异构体取决于丁基异构体，丁基异构体由四种，相应的醇为：

其中羟基在端C上的只有①、③两种，而②只能被氧化成酮，④不能被氧化。

答案为A。

例4、苯酚环上含有—C₄H₉基团的同分异构体有

A、12种          B、9种       C、4种         D、3种

解析：因丁基由四种异构，每一种异构与酚羟基都有间、邻、对三种异构体，所以共4×3=12种。选A.

三、“基”的拆分与连接

书写同分异构体时，不能局限于已知的类别异构，若对某些“基”进行拆分，可出现新的异构体。如－COOH拆分成—CHO和一个—OH，－COO－可拆分成－CO和－O－等。从“基”的观点出发，对“基”进行组合构造新的分子，也是求结构简式中常用的方法。

例5、化合物A的结构简式为 ，A的同分异构体中：

   （1）属于酚类，同时还属于酯类的化合物有＿＿种，其结构简式分别是＿＿＿＿＿＿＿；

（2）属于酚类，但不属于酯类，也不属于羧酸类的化合物必定含＿＿＿＿基。

解析：(1)将—COOH改写成—OOCH，就属于甲酸酯，结构简式三种：

（2）不属于酯类，也不属于羧酸类说明所含基团中不可能两个氧原子处于一个基团，则只能将—COOH拆分成一个—CHO和一个—OH，如结构：

所以，必含醛基。

     例6、一种醛A： ，有多种同分异构体，其中属于羧酸类且分子中含苯环的同分异构体共有4种，它们的结构简式是           。

解析：A的分子式C₈H₈O₂，若A分子中含有一个苯环，则所剩基团为：C₈H₈O₂－C₆H₅=C₂H₃O₂，醛A苯环上的侧链共有2个碳原子，除可构成苯乙酸外，还可拆成一个甲基，一个羧基，在苯环上按邻、间、对三种方式排列，即答案为：

例7、某烃分子式C₁₅H₂₄，其分子结构十分对称。通过实验证明，该烃分子中仅存在                                            

乙烯基（CH₂=CH—）、亚甲基（—CH₂—）和次甲基（）三种基因，且已知乙烯基和次甲基必须通过亚甲基相连，相同基团间不连接。

 （1）若该烃分子中没有碳环，则分子中乙烯基的数目为_______，亚甲基的数目为______，次甲基的数目为_______，亚甲基的数目为_______，次甲基的数目为________ ，该烃的结构简式为________

（2）若该烃分子中有一个碳环，则该烃的结构简式为__________.

解析：本题的难点在于根据有机物分子中原子间的成键规律、特点写出对应的结构。

结构中的乙烯基数可由分子的不饱和度来确定，注意亚甲基、次甲基中的C原子成键情况以及三种基团的连接要求。同时要正确理解“分子结构”十分对称的含义。

 （1）C₁₅H₂₄分子中的乙烯基数：

    =4

   即乙烯基数为4， 进一步推知亚甲基数为5，次甲基数为2

  该烃的结构简式为：

（2）因会有一个碳环，乙烯基仅有3个，分子又需十分对称，故结构简式为：

四、“基”的计算与应用

根据“基”或“官能团”参加反应后，化学式量的变化情况，来分析判断“基”的种类及计算“基”的个数。如每一个—OH转变为—OOCCH₃其相对分子质量增加42，若增加84，参加的—OH为两个。

例8、已知：

   现只有含C、H、O的化合物A~F，有关它们的某些信息，已注明在下面的方框内。

(1)在化合物A~F中有酯的结构的化合物是(填字母代号)__________。

(2)把化合物A和F的结构简式分别填入下列方框内。

解析：从上图信息可初步的判断，A分子中含有—CHO和—OH(有无—COOH待定)。生成C分子时，原来A中的—CHO已被氧化成—COOH，而B中形成的—OOCCH₃仍然保留。生成D分子时，原来A中的—CHO氧化成—COOH，而—OH仍保留。这样，D与C在分子结构上的差别就是D中的—OH，在C中则以—OOCCH₃形式存在。已知由—OH转变为—OOCCH₃其相对分子质量增加42。而C的相对分子质量比D大190—106=84，由此可设想化合物A中应含有两个—OH 。由A转变为D时，仅是其—CHO变为—COOH，其相对分子质量增加增加值为106—16=90，因为A中含有一个—CHO(M=29)、两个—OH(M=17×2=34)，则剩余基团的相对分子质量为27，该基团只能含有两个C原子，3个H原子，两个—OH分别连接在这两个C原子上(否则有机物不稳定)，则化合物A的结构简式为，其它化合物的结构简式就不难导出了。

答案：(1)B、C、E、F

(2)A：   F：

五、“残基法”求解有机物分子结构

这是求解有机物分子结构简式或结构式中最常用的方法。一个有机物的分子式算出后，可以有很多种不同的结构，要最后确定其结构，可先将已知的官能团包括烃基的式量或所含原子数扣除，剩下的式量或原子数就是属于残余的基团，再讨论其可能构成便快捷得多。

例9、 有机物A的碳架结构如图所示。已知立方烷(C₈H₈) 与互为同分异构体，请写出与有机物A互为同分异构体、且属于醛类的结构简式：(1)＿＿＿＿＿ (2) ＿＿＿＿＿(3) ＿＿＿＿＿(4) ＿＿＿＿＿。
   

解析： 审题时，抓住题示信息：C₈H₈与互为同分异构体，得知立方烷可与带有苯环的有机物互为同分异构体，为推断有机物A的同分异构体提供了思路。看清题目要求：A的同分异构体结构简式中必须含有醛基(-CHO)。解题时，运用“残基”思想，问题便迎刃而解。即C₈H₈O去掉一个-CHO，再去掉一个-C₆H₅，尚余-CH₂(残基)，便可写出C₈H₈O属于醛类的同分异构体的结构简式。

 答案：(1) (2) (3) (4)