專題分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)

1、專題分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)旋光性與對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象旋光性與對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象n法國化學(xué)家路易法國化學(xué)家路易巴斯德（巴斯德（LPasteurLPasteur）發(fā)現(xiàn)酒）發(fā)現(xiàn)酒石酸鈉銨有兩種不同的晶體石酸鈉銨有兩種不同的晶體. .左旋和右旋酒石酸鈉左旋和右旋酒石酸鈉銨的晶體外型不對(duì)稱，它們之間的關(guān)系相當(dāng)于左銨的晶體外型不對(duì)稱，它們之間的關(guān)系相當(dāng)于左手與右手或物體與鏡象。手與右手或物體與鏡象。n荷蘭化學(xué)家范特荷夫和法國化學(xué)家勒比爾分別提荷蘭化學(xué)家范特荷夫和法國化學(xué)家勒比爾分別提出了碳原子的正四面體學(xué)說，碳原子處在四面體出了碳原子的正四面體學(xué)說，碳原子處在四面體的中心，四個(gè)價(jià)指向四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，如果碳的中心，四

2、個(gè)價(jià)指向四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，如果碳原子所連接的四個(gè)一價(jià)基團(tuán)互不相同，這四個(gè)基原子所連接的四個(gè)一價(jià)基團(tuán)互不相同，這四個(gè)基團(tuán)在碳原子周圍就有兩種不同的排列方式，代表團(tuán)在碳原子周圍就有兩種不同的排列方式，代表兩種不同的四面體空間構(gòu)型，它們像左右手一樣兩種不同的四面體空間構(gòu)型，它們像左右手一樣互為鏡象，非常相似但不能疊合?；殓R象，非常相似但不能疊合。左手和右手不能重疊左手和右手不能重疊 左右手互為鏡像左右手互為鏡像兩種不同的四面體構(gòu)型兩種不同的四面體構(gòu)型 aabbccdd乳酸分子的兩種構(gòu)型乳酸分子的兩種構(gòu)型HCH3OHHOOCHCOOHHOH3C手性碳原子手性碳原子 通常把與四個(gè)互不相同的原子或基團(tuán)通

3、常把與四個(gè)互不相同的原子或基團(tuán)相連接的碳原子叫相連接的碳原子叫手性碳原子手性碳原子 。COOHCHOHCH3*COOHCOHCH2*HCOOHCOOHCOH*HCH2COOHCOH*H手性與對(duì)稱因素手性與對(duì)稱因素n物質(zhì)與其鏡象的關(guān)系，與人的左手、右手一樣，物質(zhì)與其鏡象的關(guān)系，與人的左手、右手一樣，非常相似，但不能疊合，因此我們把物質(zhì)的這種非常相似，但不能疊合，因此我們把物質(zhì)的這種特性稱為手性。特性稱為手性。 n手性是物質(zhì)具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象和旋光性的必要條手性是物質(zhì)具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象和旋光性的必要條件，也即是本質(zhì)原因。物質(zhì)的分子具有手性，就件，也即是本質(zhì)原因。物質(zhì)的分子具有手性，就必定有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象

4、，就具有旋光性；反之，物必定有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象，就具有旋光性；反之，物質(zhì)分子如果不具有手性，就能與其鏡象疊合，就質(zhì)分子如果不具有手性，就能與其鏡象疊合，就不具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象，也不表現(xiàn)出旋光性。不具有對(duì)映異構(gòu)現(xiàn)象，也不表現(xiàn)出旋光性。n手性與分子的對(duì)稱性密切相關(guān)，一個(gè)分子具有手手性與分子的對(duì)稱性密切相關(guān)，一個(gè)分子具有手性，實(shí)際上是缺少某些對(duì)稱因素所致。性，實(shí)際上是缺少某些對(duì)稱因素所致。構(gòu)構(gòu)型型的的表表示示方方法法費(fèi)費(fèi)歇歇爾爾投投影影式式透透視視式式COOHCH3OHHHCOOHCH3HO（）乳酸（）乳酸D（）乳酸（）乳酸 D/L法法R（）乳酸（）乳酸 R/S法法構(gòu)型標(biāo)記構(gòu)型標(biāo)記COOHCH3HOHCH

5、OHCOOHH3CC-n手性是判斷化合物分子是否具有對(duì)映異構(gòu)手性是判斷化合物分子是否具有對(duì)映異構(gòu)( (或光學(xué)或光學(xué)異構(gòu)異構(gòu)) )必要和充分的條件必要和充分的條件, ,分子具有手性分子具有手性, ,就一定有就一定有對(duì)映異構(gòu)對(duì)映異構(gòu), ,而且一定具有旋光性。而且一定具有旋光性。n判斷化合物分子是否具有手性判斷化合物分子是否具有手性, ,只需要判斷分子是只需要判斷分子是否具有對(duì)稱面和對(duì)稱中心否具有對(duì)稱面和對(duì)稱中心, ,凡是化合物分子既不具凡是化合物分子既不具有對(duì)稱面有對(duì)稱面, ,又不具有對(duì)稱中心又不具有對(duì)稱中心, ,一般就是手性分子。一般就是手性分子。n含有一個(gè)手性碳原子的分子必定是手性分子含有一個(gè)

6、手性碳原子的分子必定是手性分子, ,含有含有多個(gè)手性碳原子的化合物分子不一定是手性分子多個(gè)手性碳原子的化合物分子不一定是手性分子, ,這種化合物可能有手性這種化合物可能有手性, ,也可能不具有手性也可能不具有手性( (如內(nèi)消如內(nèi)消旋體旋體) )。含多個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu)含多個(gè)手性碳原子化合物的對(duì)映異構(gòu) 含兩個(gè)不相同手性碳原子的化合物CHOHHOHHOCH2OHCHOHHOHHOCH2OHCHOHHOHCH2OHOHHOCHOHHCH2OHHO含有兩個(gè)相同手性碳原子的化合物COOHHHOHHOHHOHHOHHOHOHHOHHHOCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHCOOHHH

7、OHOHCOOHCOOH由于分子中存在對(duì)稱由于分子中存在對(duì)稱面的而使分子內(nèi)部旋面的而使分子內(nèi)部旋光性互相抵消的化合光性互相抵消的化合物，稱為內(nèi)消旋體物，稱為內(nèi)消旋體 。1下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH 練習(xí)：練習(xí)：CH2OHCH2OHOH1下列化合物中含有手性碳原子的是下列化合物中含有手性碳原子的是( )A.CCl2F2 B.CH3CHCOOHC.CH3CH2OH D.CHOH 練習(xí)：練習(xí)：CH2OHCH2OHOHB BA.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHC

8、CCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH32下列化合物中含有下列化合物中含有2個(gè)個(gè)“手性手性”碳原子的是碳原子的是( )2A.OHCCHCH2OH B. OHCCHCClC.HOOCCHCCCl D.CH3CHCCH3 HClOHBrOHClHBrBrCH3CH3 3.下列有機(jī)物下列有機(jī)物CH3COCHCHO含有一個(gè)含有一個(gè)手性碳原子手性碳原子(標(biāo)有標(biāo)有“*”的碳原子的碳原子)，具有光學(xué)活性。，具有光學(xué)活性。當(dāng)發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)時(shí)，生成新的有機(jī)物無光學(xué)活當(dāng)發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)時(shí)，生成新的有機(jī)物無光學(xué)活性的是性的是( )A與銀氨溶液反應(yīng)與銀氨溶液反應(yīng) B與甲酸在一定條

9、件下發(fā)生酯化反應(yīng)與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)C與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)與金屬鈉發(fā)生反應(yīng) D與與H2發(fā)生加成反應(yīng)發(fā)生加成反應(yīng) O*CH2OH 分析：分析：CH3COCHCHOA與銀氨溶液反應(yīng)與銀氨溶液反應(yīng) B與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)C與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)與金屬鈉發(fā)生反應(yīng) D與與H2發(fā)生加成反應(yīng)發(fā)生加成反應(yīng) O*CH2OH 分析：分析：CH3COCHCHOA與銀氨溶液反應(yīng)與銀氨溶液反應(yīng) B與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)與甲酸在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)C與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)與金屬鈉發(fā)生反應(yīng) D與與H2發(fā)生加成反應(yīng)發(fā)生加成反應(yīng) O*CH2OHCHO COOH或或COOCHO CH2OHCH2OH CH2ONaCH2OH CH2OCHO4分子式為分子式為C4H10O的有機(jī)物中含的有機(jī)物中含“手性手性”碳原子碳