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一、有机化合物中碳原子的成键特点

1．碳原子的结构特点和成键特点

2．甲烷的分子结构

(1)结构特点

以碳原子为中心，4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构。在CH₄分子中4个C—H键完全等同，两个碳氢键间的夹角均为109°28′。

(2)表示方法

(1)有机化合物分子结构的常见表示方法

(2)键线式：省略碳、氢元素符号，每个端点、拐点都表示碳原子，线表示化学键。

相关链接：结构简式书写时的注意事项

(1)结构简式的书写是省略结构式中代表共价键的单键，而代表双键的“==”、三键的“≡”不能省略。

(2)写结构简式时，同一个碳原子上的相同原子或原子团可以合并，直接相邻的且相同的原子团亦可以合并，如

也可以写成(CH₃)₃C(CH₂)₂CH₃。

(3)结构简式的书写以不引起歧义为目的，如CH₃CH₂CH₂OH，不能写成C₃H₇OH，这样可能会误解为CH₃CH(OH)CH₃。

(4)结构简式不能表示有机物的真实结构，如从结构简式看，CH₃CH₂CH₂CH₃中的碳链是直线形的，而实际上是锯齿形的。

二、有机化合物的同分异构现象

1．同分异构体、同分异构现象

(1)同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。

(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。

①特点：分子式相同，结构不同，性质可能相似也可能不同。

②转化：同分异构体之间的转化是化学变化。

2．同分异构的类型

(1)碳链异构：由于碳链骨架不同，产生的异构现象。

如：CH₃CH₂CH₂CH₃与

(2)位置异构：由于官能团在碳链中位置不同而产生的同分异构现象。如：CH₃CH₂CH==CH₂与CH₃—CH==CH—CH₃。

(3)官能团异构：分子式相同，但具有不同的官能团而产生的同分异构现象，如：CH₃CH₂OH与CH₃—O—CH₃。

3．烷烃同分异构体的书写

烷烃只存在碳链异构，一般可采用“降碳对称法”进行书写，具体步骤如下(以C₆H₁₄为例)：

(1)确定碳链

①先写直链：C—C—C—C—C—C。

②减少一个碳原子，将其作为支链并移动位置：

③减少2个碳原子，将其作为一个或两个支链并移动位置：

从主链上取下来的碳原子数，不能多于主链所剩部分的碳原子数。

(2)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。

(3)C₆H₁₄共有5种同分异构体。

4．烯烃同分异构体的书写

以C₄H₈(含有一个碳碳双键)为例，具体步骤如下：

(1)按照烷烃同分异构体的书写步骤，写出可能的碳架结构：

(2)根据碳架结构的对称性和碳原子的成键特点，在碳架上可能的位置添加双键：

(3)补写氢原子：根据碳原子形成4个共价键，补写各碳原子所结合的氢原子数。

(4)C₄H₈共有3种同分异构体。

同分异构体的书写规律

(1)烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下：

相关链接：“四同”比较

知识小结