有機(jī)物同分異構(gòu)體數(shù)目的確定方法

車成麗

同分異構(gòu)體是有機(jī)化學(xué)中的一個(gè)重要概念，貫穿整個(gè)有機(jī)化學(xué)的每一個(gè)章節(jié)，同時(shí)又是高考的一個(gè)熱點(diǎn)，也是廣大學(xué)生朋友學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn)。根據(jù)近幾年高考選擇題中對(duì)同分異構(gòu)體數(shù)目考查的題型，本文歸納出以下幾種常用的同分異構(gòu)體數(shù)目的確定方法。

一、確定同分異構(gòu)體的一個(gè)基本技巧——等效氫法

1.同一碳原子上的氫原子是等效的。

2.同一碳原子上所連甲基上的氫原子是等效的。

3.處于鏡面對(duì)稱位置上的氫原子是等效的（相當(dāng)于平面鏡成像時(shí)，物與像的關(guān)系）。

例1（1）寫出聯(lián)二苯的一氯取代物

cbaababbac

聯(lián)二苯中只有a、b、c三個(gè)碳原子上的位置不同，則聯(lián)二苯的一氯取代物有三種

Cl

Cl

Cl

（2）（2013年海南卷）下列烴在光照下與氯氣反應(yīng)，只生成一種一氯代物的有（）。

A.2-甲基丙烷 B.環(huán)戊烷

C.2，2-二甲基丁烷 D.2，2-二甲基丙烷

解析等效氫的考查，其中A、C均有2種，B、D均只有1種。

二、烷基異構(gòu)法——同分異構(gòu)體的核心

烷烴CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14

同分異構(gòu)體數(shù)目1種1種 1種 2種 3種 5種

烷基-CH3 -C2H5 ? -C3H7 ? -C4H9 ? -C5H11

同分異構(gòu)體數(shù)目 1種 1種 2種 4種 8種

即：C1～C6的烷烴的同分異構(gòu)體數(shù)目分別為1，1，1，2，3，5;

C1～C5的烷基的同分異構(gòu)體數(shù)目為1，1，2，4，8;

除此還要掌握10個(gè)碳以內(nèi)的烷烴沒有同分異構(gòu)體的有CH4，C2H6，C3H8， C（CH3）4，（CH3）3CC（CH3）3共5種。

掌握這些數(shù)據(jù)，近幾年的高考題就迎刃而解了。

例2（1）（2011年新課標(biāo)全國(guó)卷）分子式為C5H11Cl的同分異構(gòu)體共有（不考慮立體異構(gòu)）（）。

A.6種 ? ? ? ? B.7種

C. 8種 ? ? ? D.9種

解析分子式為C5H11Cl的同分異構(gòu)體即-C5H11的種數(shù)8種，故選C。

（2）（2012年海南化學(xué)卷）分子式為C10H14的單取代芳烴，其可能的結(jié)構(gòu)有（）。

A.2種 ? ?B.3種

C.4種 ? D.5種

解析分子式為C10H14的單取代芳烴，分子中含有一個(gè)苯環(huán)，側(cè)鏈則為-

C4H9（丁基），根據(jù)上面的總結(jié)

可知-C4H9有4種，故選C。

（3）（2012年新課標(biāo)Ⅱ卷）分子式為C5H10O2的有機(jī)物在酸性條件下可水解為酸和醇，若

不考慮立體異構(gòu)，這些醇和酸重新組合可形成的酯共有（）。

A.15種B.28種

C.32種D.40種

解析根據(jù)題意分子式為C5H10O2的有機(jī)物在酸性條件下可水解為酸和醇，屬于飽和一元酯，則有下列幾種情況：

若為甲酸和丁醇酯化，則丁醇（C4H9-OH）有4種;

若為乙酸和丙醇酯化，則丙醇（C3H7-OH）有2種;

若為丙酸和乙醇酯化，則丙酸（C2H5-COOH）有1種;

若為丁酸和甲醇酯化，則丁酸（C3H7-COOH）有2種;

故羧酸共有5種，醇共有8種，酸和醇重新組合可形成的酯共有5×8=40種，故選D。

（4）（2012年新課標(biāo)Ⅱ卷）分子式為C5H10O2并能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出氣體的有機(jī)物有（不考慮立體異構(gòu)）（）。

A.3種 ? ? ? ?B.4種 ? ? ? ?C.5種 ? ? ? ?D.6種

解析根據(jù)題意分子式為C5H10O2的有機(jī)物能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出氣體，說明該有機(jī)物是羧酸，即為C4H9-COOH，丁基有4種，所以該有機(jī)物有4種，故選B。

通過對(duì)近幾年高考選擇題題的分析，高考選擇題同分異構(gòu)體的考查主要以碳骨架的異構(gòu)為核心，官能團(tuán)的異構(gòu)為輔助。

三、二元取代物的同分異構(gòu)體“定一變一，避免重復(fù)”法

例3判斷二氯蒽的同分異構(gòu)體有幾種？

對(duì)于蒽結(jié)構(gòu)中第一氯原子的位置根據(jù)等效氫法可以得到三種一氯蒽：

Cl

Cl

Cl

在此基礎(chǔ)上再考慮二氯蒽的同分異構(gòu)體，另一個(gè)氯原子的位置可以用序號(hào)表示，共計(jì)15種。

Cl③②①④⑨⑤⑧⑦⑥

⑩Cl

Cl

四、背景轉(zhuǎn)換法（排列組合法）

依據(jù)：烴分子中若有n個(gè)氫原子，其中m個(gè)氫原子被取代的產(chǎn)物數(shù)目與（ n -m）個(gè)氫原子被同一原子或原子團(tuán)取代的產(chǎn)物數(shù)目相等。

例4已知甲苯的n溴代物和m溴代物的種數(shù)相等，則n與 ?m（m≠n）的關(guān)系是（）。

A.m+n=6 ? ? ? ?B.m+n=4

C.m+n=8 ? ? ? D.無(wú)法確定

解析CH3共有8個(gè)氫原子，則有

m+n=8 ，故選C。

以上是針對(duì)高考題中選擇題中同分異構(gòu)數(shù)目確定的常見考點(diǎn)的歸納總結(jié)，希望能夠給考生提供幫助，解決考生們的困惑，突破難點(diǎn)。

（收稿日期：2015-06-20）