對稱隱蔽法在推斷烴類取代物同分異構體數(shù)目中的應用

盛木遠

摘要：以2-甲基丁烷、2，2-二甲基-4-乙基己烷、甲基環(huán)戊烷和萘分子為例，介紹了“對稱隱蔽法”的核心思想方法及其在推斷鏈烴和環(huán)烴的一元取代物和二元取代物同分異構體數(shù)目中應用的具體步驟，同時說明了該方法的使用技巧、適用范圍以及優(yōu)勢和局限性。

關鍵詞：烴類取代物；同分異構體；有機化學

文章編號：1005–6629（2014）7–0084–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

有機物取代物種數(shù)的推斷是高中化學教學的一個難點，而常見試題多數(shù)是推斷有機物一元取代物或二元取代物同分異構體種數(shù)，相關文獻上鮮有對這類問題的深入探討。同位組合法[1]只是對環(huán)狀有機物二元取代物種數(shù)的推斷方法進行了介紹。而定位移動法[2]專用于二元取代物種數(shù)的推斷，且因缺乏系統(tǒng)性的方法介紹，在推斷略復雜的烴分子二元取代物同分異構體數(shù)目時難以適用。例如，利用定位移動法討論2，2-二甲基-4-乙基己烷的二氯代物種數(shù)時，當?shù)谝粋€Cl連

Cl可能連接的位置有哪些，以及為什么是這些位置，只能依靠經(jīng)驗判斷。為便于教學過程中直觀地講授，讓學生在推斷烴類取代物種數(shù)時有章可循。筆者進行了多年教學探究，總結了一套實用的方法——對稱隱蔽法。

1 對稱隱蔽法

1.1 對稱C原子

在教學實踐中，我們發(fā)現(xiàn)烴分子結構越對稱，推斷其取代物種數(shù)時就越容易出現(xiàn)重復或遺漏。為分析問題的簡便，我們需要先標出烴分子中的對稱C。

例1 找出下列有機物分子中的對稱C原子。

（3）H3C （4）

解析：為了描述的簡便，我們只以C鏈來說明問題，而忽略結構簡式中的H原子。

設某兩個C原子的編號為x、y，若這兩個C原子互為對稱C，則記為x∽y，讀作“x對稱于y”。

的H原子三點所在平面為鏡面，5、6號C分別與9、10號C關于該鏡面對稱，即5號C與9號C，6號C與10號C分別互為對稱C，記作5∽9，6∽10。

另外，保持3號C右側原子不動，使左側C繞2、3號C原子間的C-C鍵順時針（或逆時針）旋轉(zhuǎn)一定角度，可以使所得C骨架中1號C依次位于7、8號C的原位置；所得C骨架中7號C也依次旋轉(zhuǎn)至8、1號C的原位置，8號C也依次旋轉(zhuǎn)至1、7號C的原位置。也就是說，1、7、8號C原子依次重合，這三個C原子互為對稱C，記作1∽7∽8。 180°后，所得C骨架與原C骨架重合，1號C與4號C、2號C與3號C、5號C與8號C、6號C與7號C、9號C與10號C分別互相重合，即它們分別互為對稱C，記作1∽4，2∽3，5∽8，6∽7，9∽10。若將分子繞CD軸旋轉(zhuǎn)180°，則1號C與8號C、2號C與7號C、3號C與6號C、4號C與5號C均互相重合，記作1∽8，2∽7，3∽6，4∽5。

由1∽4、5∽8、1∽8可推知1∽4∽5∽8，同理可推知，2∽3∽6∽7。

1.2 對稱隱蔽法簡介

對稱隱蔽法的核心思想有兩點：其一是對于每一組對稱C，在判斷取代基可能連接的位置時，保留其中任意一個C原子而將其他對稱C隱蔽起來，即不考慮取代基連接在這些C原子上的情況；第二，在討論第二個同種取代基可能連接的位置時，將第一個取代基已經(jīng)連接過的C原子及其在原分子中的對稱C都隱蔽起來。

根據(jù)一元取代物討論第二個取代基可能連接的位置時，針對每一種一元取代物，除需要隱蔽一元取代物中的對稱C外，還需要隱蔽第一個取代基已經(jīng)連接過的C原子，及其在原分子——而不是該一元取代物分子中的對稱C。

4.2 對稱隱蔽法的優(yōu)勢

該方法適用于推斷有機物一元取代物和二元取代物種數(shù)。相對其他方法而言，該法在推斷有機物二元取代物種數(shù)時，有三點明顯的優(yōu)勢。其一，對稱隱蔽法適用范圍更加廣泛：不僅適用于鏈烴二元取代物種數(shù)的推斷，也適用于推導環(huán)烴的二元取代物種數(shù)。其二，對稱隱蔽法的可操作性強：該法明確了推斷有機物二元取代物的具體步驟，第一個取代基和第二個取代基可能連接的位置都能直觀得出，而不必依靠經(jīng)驗判斷。其三，對稱隱蔽法的準確度高：只要嚴格按照步驟推斷，就能夠順利得出有機物的所有二元取代物，而不會出現(xiàn)重復和遺漏。

4.3 對稱隱蔽法的局限性

對稱隱蔽法在推斷烴類同分異構體種數(shù)時具有一定優(yōu)勢，但也存在一些局限性。

第一，對于簡單的鏈烴，其一元取代物種數(shù)的推斷可以直接觀察得出，因而沒有必要應用對稱隱蔽法。

第二，對稱隱蔽法僅適用于推斷烴類一元取代物和二元取代物的種數(shù)。在推斷三元取代物或其他多元取代物種數(shù)時，該方法顯得過于復雜，實際上不能適用。

參考文獻：

[1]肖乾彬.同位組合法確定環(huán)上二元取代物同分異構體[J].考試周刊，2011，（66）：177～178.

[2]王后雄.教材完全解讀·人教版·高中化學2必修[M].北京：中國青年出版社，2011：82.

摘要：以2-甲基丁烷、2，2-二甲基-4-乙基己烷、甲基環(huán)戊烷和萘分子為例，介紹了“對稱隱蔽法”的核心思想方法及其在推斷鏈烴和環(huán)烴的一元取代物和二元取代物同分異構體數(shù)目中應用的具體步驟，同時說明了該方法的使用技巧、適用范圍以及優(yōu)勢和局限性。

關鍵詞：烴類取代物；同分異構體；有機化學

文章編號：1005–6629（2014）7–0084–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

有機物取代物種數(shù)的推斷是高中化學教學的一個難點，而常見試題多數(shù)是推斷有機物一元取代物或二元取代物同分異構體種數(shù)，相關文獻上鮮有對這類問題的深入探討。同位組合法[1]只是對環(huán)狀有機物二元取代物種數(shù)的推斷方法進行了介紹。而定位移動法[2]專用于二元取代物種數(shù)的推斷，且因缺乏系統(tǒng)性的方法介紹，在推斷略復雜的烴分子二元取代物同分異構體數(shù)目時難以適用。例如，利用定位移動法討論2，2-二甲基-4-乙基己烷的二氯代物種數(shù)時，當?shù)谝粋€Cl連

Cl可能連接的位置有哪些，以及為什么是這些位置，只能依靠經(jīng)驗判斷。為便于教學過程中直觀地講授，讓學生在推斷烴類取代物種數(shù)時有章可循。筆者進行了多年教學探究，總結了一套實用的方法——對稱隱蔽法。

1 對稱隱蔽法

1.1 對稱C原子

在教學實踐中，我們發(fā)現(xiàn)烴分子結構越對稱，推斷其取代物種數(shù)時就越容易出現(xiàn)重復或遺漏。為分析問題的簡便，我們需要先標出烴分子中的對稱C。

例1 找出下列有機物分子中的對稱C原子。

（3）H3C （4）

解析：為了描述的簡便，我們只以C鏈來說明問題，而忽略結構簡式中的H原子。

設某兩個C原子的編號為x、y，若這兩個C原子互為對稱C，則記為x∽y，讀作“x對稱于y”。

的H原子三點所在平面為鏡面，5、6號C分別與9、10號C關于該鏡面對稱，即5號C與9號C，6號C與10號C分別互為對稱C，記作5∽9，6∽10。

另外，保持3號C右側原子不動，使左側C繞2、3號C原子間的C-C鍵順時針（或逆時針）旋轉(zhuǎn)一定角度，可以使所得C骨架中1號C依次位于7、8號C的原位置；所得C骨架中7號C也依次旋轉(zhuǎn)至8、1號C的原位置，8號C也依次旋轉(zhuǎn)至1、7號C的原位置。也就是說，1、7、8號C原子依次重合，這三個C原子互為對稱C，記作1∽7∽8。 180°后，所得C骨架與原C骨架重合，1號C與4號C、2號C與3號C、5號C與8號C、6號C與7號C、9號C與10號C分別互相重合，即它們分別互為對稱C，記作1∽4，2∽3，5∽8，6∽7，9∽10。若將分子繞CD軸旋轉(zhuǎn)180°，則1號C與8號C、2號C與7號C、3號C與6號C、4號C與5號C均互相重合，記作1∽8，2∽7，3∽6，4∽5。

由1∽4、5∽8、1∽8可推知1∽4∽5∽8，同理可推知，2∽3∽6∽7。

1.2 對稱隱蔽法簡介

對稱隱蔽法的核心思想有兩點：其一是對于每一組對稱C，在判斷取代基可能連接的位置時，保留其中任意一個C原子而將其他對稱C隱蔽起來，即不考慮取代基連接在這些C原子上的情況；第二，在討論第二個同種取代基可能連接的位置時，將第一個取代基已經(jīng)連接過的C原子及其在原分子中的對稱C都隱蔽起來。

根據(jù)一元取代物討論第二個取代基可能連接的位置時，針對每一種一元取代物，除需要隱蔽一元取代物中的對稱C外，還需要隱蔽第一個取代基已經(jīng)連接過的C原子，及其在原分子——而不是該一元取代物分子中的對稱C。

4.2 對稱隱蔽法的優(yōu)勢

該方法適用于推斷有機物一元取代物和二元取代物種數(shù)。相對其他方法而言，該法在推斷有機物二元取代物種數(shù)時，有三點明顯的優(yōu)勢。其一，對稱隱蔽法適用范圍更加廣泛：不僅適用于鏈烴二元取代物種數(shù)的推斷，也適用于推導環(huán)烴的二元取代物種數(shù)。其二，對稱隱蔽法的可操作性強：該法明確了推斷有機物二元取代物的具體步驟，第一個取代基和第二個取代基可能連接的位置都能直觀得出，而不必依靠經(jīng)驗判斷。其三，對稱隱蔽法的準確度高：只要嚴格按照步驟推斷，就能夠順利得出有機物的所有二元取代物，而不會出現(xiàn)重復和遺漏。

4.3 對稱隱蔽法的局限性

對稱隱蔽法在推斷烴類同分異構體種數(shù)時具有一定優(yōu)勢，但也存在一些局限性。

第一，對于簡單的鏈烴，其一元取代物種數(shù)的推斷可以直接觀察得出，因而沒有必要應用對稱隱蔽法。

第二，對稱隱蔽法僅適用于推斷烴類一元取代物和二元取代物的種數(shù)。在推斷三元取代物或其他多元取代物種數(shù)時，該方法顯得過于復雜，實際上不能適用。

參考文獻：

[1]肖乾彬.同位組合法確定環(huán)上二元取代物同分異構體[J].考試周刊，2011，（66）：177～178.

[2]王后雄.教材完全解讀·人教版·高中化學2必修[M].北京：中國青年出版社，2011：82.

摘要：以2-甲基丁烷、2，2-二甲基-4-乙基己烷、甲基環(huán)戊烷和萘分子為例，介紹了“對稱隱蔽法”的核心思想方法及其在推斷鏈烴和環(huán)烴的一元取代物和二元取代物同分異構體數(shù)目中應用的具體步驟，同時說明了該方法的使用技巧、適用范圍以及優(yōu)勢和局限性。

關鍵詞：烴類取代物；同分異構體；有機化學

文章編號：1005–6629（2014）7–0084–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

有機物取代物種數(shù)的推斷是高中化學教學的一個難點，而常見試題多數(shù)是推斷有機物一元取代物或二元取代物同分異構體種數(shù)，相關文獻上鮮有對這類問題的深入探討。同位組合法[1]只是對環(huán)狀有機物二元取代物種數(shù)的推斷方法進行了介紹。而定位移動法[2]專用于二元取代物種數(shù)的推斷，且因缺乏系統(tǒng)性的方法介紹，在推斷略復雜的烴分子二元取代物同分異構體數(shù)目時難以適用。例如，利用定位移動法討論2，2-二甲基-4-乙基己烷的二氯代物種數(shù)時，當?shù)谝粋€Cl連

Cl可能連接的位置有哪些，以及為什么是這些位置，只能依靠經(jīng)驗判斷。為便于教學過程中直觀地講授，讓學生在推斷烴類取代物種數(shù)時有章可循。筆者進行了多年教學探究，總結了一套實用的方法——對稱隱蔽法。

1 對稱隱蔽法

1.1 對稱C原子

在教學實踐中，我們發(fā)現(xiàn)烴分子結構越對稱，推斷其取代物種數(shù)時就越容易出現(xiàn)重復或遺漏。為分析問題的簡便，我們需要先標出烴分子中的對稱C。

例1 找出下列有機物分子中的對稱C原子。

（3）H3C （4）

解析：為了描述的簡便，我們只以C鏈來說明問題，而忽略結構簡式中的H原子。

設某兩個C原子的編號為x、y，若這兩個C原子互為對稱C，則記為x∽y，讀作“x對稱于y”。

的H原子三點所在平面為鏡面，5、6號C分別與9、10號C關于該鏡面對稱，即5號C與9號C，6號C與10號C分別互為對稱C，記作5∽9，6∽10。

另外，保持3號C右側原子不動，使左側C繞2、3號C原子間的C-C鍵順時針（或逆時針）旋轉(zhuǎn)一定角度，可以使所得C骨架中1號C依次位于7、8號C的原位置；所得C骨架中7號C也依次旋轉(zhuǎn)至8、1號C的原位置，8號C也依次旋轉(zhuǎn)至1、7號C的原位置。也就是說，1、7、8號C原子依次重合，這三個C原子互為對稱C，記作1∽7∽8。 180°后，所得C骨架與原C骨架重合，1號C與4號C、2號C與3號C、5號C與8號C、6號C與7號C、9號C與10號C分別互相重合，即它們分別互為對稱C，記作1∽4，2∽3，5∽8，6∽7，9∽10。若將分子繞CD軸旋轉(zhuǎn)180°，則1號C與8號C、2號C與7號C、3號C與6號C、4號C與5號C均互相重合，記作1∽8，2∽7，3∽6，4∽5。

由1∽4、5∽8、1∽8可推知1∽4∽5∽8，同理可推知，2∽3∽6∽7。

1.2 對稱隱蔽法簡介

對稱隱蔽法的核心思想有兩點：其一是對于每一組對稱C，在判斷取代基可能連接的位置時，保留其中任意一個C原子而將其他對稱C隱蔽起來，即不考慮取代基連接在這些C原子上的情況；第二，在討論第二個同種取代基可能連接的位置時，將第一個取代基已經(jīng)連接過的C原子及其在原分子中的對稱C都隱蔽起來。

根據(jù)一元取代物討論第二個取代基可能連接的位置時，針對每一種一元取代物，除需要隱蔽一元取代物中的對稱C外，還需要隱蔽第一個取代基已經(jīng)連接過的C原子，及其在原分子——而不是該一元取代物分子中的對稱C。

4.2 對稱隱蔽法的優(yōu)勢

該方法適用于推斷有機物一元取代物和二元取代物種數(shù)。相對其他方法而言，該法在推斷有機物二元取代物種數(shù)時，有三點明顯的優(yōu)勢。其一，對稱隱蔽法適用范圍更加廣泛：不僅適用于鏈烴二元取代物種數(shù)的推斷，也適用于推導環(huán)烴的二元取代物種數(shù)。其二，對稱隱蔽法的可操作性強：該法明確了推斷有機物二元取代物的具體步驟，第一個取代基和第二個取代基可能連接的位置都能直觀得出，而不必依靠經(jīng)驗判斷。其三，對稱隱蔽法的準確度高：只要嚴格按照步驟推斷，就能夠順利得出有機物的所有二元取代物，而不會出現(xiàn)重復和遺漏。

4.3 對稱隱蔽法的局限性

對稱隱蔽法在推斷烴類同分異構體種數(shù)時具有一定優(yōu)勢，但也存在一些局限性。

第一，對于簡單的鏈烴，其一元取代物種數(shù)的推斷可以直接觀察得出，因而沒有必要應用對稱隱蔽法。

第二，對稱隱蔽法僅適用于推斷烴類一元取代物和二元取代物的種數(shù)。在推斷三元取代物或其他多元取代物種數(shù)時，該方法顯得過于復雜，實際上不能適用。

參考文獻：

[1]肖乾彬.同位組合法確定環(huán)上二元取代物同分異構體[J].考試周刊，2011，（66）：177～178.

[2]王后雄.教材完全解讀·人教版·高中化學2必修[M].北京：中國青年出版社，2011：82.