有機(jī)物的同分異構(gòu)體知識(shí)點(diǎn)匯總

1、一、有機(jī)物的同分異構(gòu)體1. 同分異構(gòu)體的概念化合物具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu)體。2. 同系物、同分異構(gòu)體、同素異形體和同位素的比較概念同系物同分異構(gòu)體同素異形體同位素研究范圍有機(jī)物化合物單質(zhì)原子限制條件 來源: 學(xué) #結(jié)構(gòu)相似 來源:分子式相同同一元素質(zhì)子數(shù)相同組成相差CH2原子團(tuán)結(jié)構(gòu)不同性質(zhì)不同中子數(shù)不同 分子式相同則相對(duì)分子質(zhì)量必然相同，但相對(duì)分子質(zhì)量相同而分子式不一定相同。如：H3PO4與 H2SO4、 C2H6O 與 CH2O2的相對(duì)分子質(zhì)量相同，但分子式不同。最簡(jiǎn)式相同的化合物不一定是同分異構(gòu)體，如：HCHO、 C

2、H3COOH、 HCOOCH3、 C6H12O6的最簡(jiǎn)式相同，但分子式不同。 分子結(jié)構(gòu)不同是由分子里原子或原子團(tuán)的排列方式不同而引起的，如： CH3CH2OH 和 CH3OCH3、 CH3CH2CHO和 CH3COCH3等。 同分異構(gòu)現(xiàn)象在有機(jī)化合物中廣泛存在，既存在于同類有機(jī)物中，又存在于某些不同類有機(jī)物中，如：CH3CH2 CH2 CH2CH3、 CH3CH2 CH（ CH3） CH3、 C（ CH3） 4；CH3COOH、 HCOOCH3。同分異構(gòu)現(xiàn)象在某些無機(jī)化合物中也存在，如：CO（NH2）2 與NH4OCN、 HOCN（氰酸）和HNCO（異氰酸）。 化合物的分子組成、分子結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單

3、，同分異構(gòu)現(xiàn)象越弱。反之，化合物的分子組成、分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，同分異構(gòu)現(xiàn)象越強(qiáng)。如甲烷、乙烷、丙烷等均無同分異構(gòu)現(xiàn)象，而丁烷、戊烷的同分異構(gòu)體分別為2 種、 3 種。 同分異構(gòu)體之間的化學(xué)性質(zhì)可能相同也可能不同，但它們的物理性質(zhì)一定不同。各同分異構(gòu)體中，分子里支鏈越多，熔沸點(diǎn)一般越低。例 1 、 下列化學(xué)式只表示一種物質(zhì)的分子組成的是（） 。A C4H8 B C3H8C SiO2 D P例 2 、 下列說法正確的是（）A. 凡是分子組成相差一個(gè)或幾個(gè)CH 2 原子團(tuán)的物質(zhì)，彼此一定是同系物。B. 兩種化合物組成元素相同，各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同，則兩者一定是同分異構(gòu)體C. 相對(duì)分子質(zhì)量相同的幾種化合

4、物，互稱為同分異構(gòu)體D. 組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，且相對(duì)分子質(zhì)量也相同的不同化合物，互為同分異構(gòu)體二 . 同分異構(gòu)體的類型絕大多數(shù)有機(jī)物普遍存在同分異構(gòu)現(xiàn)象，高中階段的同分異構(gòu)現(xiàn)象主要有4 種情況。即碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)位置異構(gòu)、官能團(tuán)類別異構(gòu)和順反異構(gòu)。1. 碳鏈異構(gòu)碳鏈異構(gòu)是指由于碳原子的連接次序不同引起的異構(gòu)，如，正丁烷與異丁烷。由于烷烴分子中沒有官能團(tuán)，所以烷烴不存在官能團(tuán)位置異構(gòu)和官能團(tuán)類別異構(gòu)，而只有碳鏈異構(gòu)。再如，CH3CH2CH2CH2CHO（戊醛）與（CH3） 2CHCH2CHO（2-甲基丁醛）也屬于碳鏈異構(gòu)。2. 官能團(tuán)位置異構(gòu)含有官能團(tuán)的有機(jī)物，由于官能團(tuán)的位置不同引起的異構(gòu)

5、。如，CH3CH=CHCH3 和CH3CH2CH=CH2； CH3CH2CH2CH2COH（ 1-丁醇）與CH3CH2CH（ OH） CH3（2-丁醇）。含有官能團(tuán)（包括碳碳雙鍵、叁鍵）的有機(jī)物一般都存在官能團(tuán)位置異構(gòu)。互為碳鏈異構(gòu)和官能團(tuán)位置異構(gòu)的有機(jī)物屬于同類物質(zhì)異構(gòu)。3. 官能團(tuán)類別異構(gòu)所謂官能團(tuán)類別異構(gòu)是指分子式相同，官能團(tuán)類型不同所引起的異構(gòu)。除烷烴以 外，絕大多數(shù)有機(jī)化合物分子都存在與其對(duì)應(yīng)的官能團(tuán)類別異構(gòu)體。各類有機(jī)物異構(gòu)體情況見下表：有機(jī)物通式可能類別實(shí)例只能是烷烴，CnH 2n+2異構(gòu)類別只有碳架異構(gòu)CH3CH2CH2CH2CH3， CH3CH(CH3)CH2CH3， C(C

6、H3)4Cn H2n單烯烴、環(huán)烷烴CH2=CHCH2CH3， CH3CH=CHCH3， CH2=C(CH3)2， CH2=CH2，CnH 2n-2炔烴、二烯烴CHCCH 2CH3， CH3CCCH 3， CH2=CH CH=CH2CnH 2n-6芳香烴（苯及其同系物）Cn H2n+2 O飽和脂肪醇、醚CH3CH2CH2OH， CH3CH(OH)CH3， CH3OCH2CH3CnH2nO醛、酮、環(huán)醚、環(huán)醇、烯基醇CH3CH2CHO， CH3COCH3， CH=CHCH2OH，羧酸、酯、羥醛、CnH2nO2羥基酮CH3CH2COOH， CH3COOCH3、 HCOOCH2CH3， HOCH2CH2

7、CHO、 CH3CH(OH)CHO，CH3COCH2OHCnH2n-6O酚、芳香醇、芳香醚CnH2n+1NO2硝基烷，氨基酸CH3CH2NO2、 H2N CH2COOHCn(H2O)m糖類C6H12O6： CH2OH(CHOH)4CHO， CH20H(CHOH)3COCH2OHC12H22011：蔗糖、麥芽糖【疑難解析】淀粉和纖維素都可用（C6H10 O5） n 表示，但由于n 不等，所以不是同分異構(gòu)體。4. 順反異構(gòu)不飽和烴（烯烴）的C=C雙鍵，還C=N 雙鍵， N=N 雙鍵及環(huán)狀等化合物中可能存在順反異構(gòu)（一般如無特殊說明，不考慮順反異構(gòu)）?！疽呻y解析】存在順反異構(gòu)的條件：碳碳雙鍵的每一個(gè)

8、碳原子連兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán)。三、有機(jī)物同分異構(gòu)體數(shù)目的計(jì)算方法1 記憶法（ 1） . 記住烴基的種數(shù)烴基種數(shù)類推甲基、乙 基1種甲醇、一氯甲烷；乙醇、一氯乙烷都沒有同分異構(gòu) 體丙 基2 種：一氯丙烷、丙醇、丁醛、丁酸都有2 種同分異構(gòu)體丁 基4 種：一氯丁烷、丁醇、戊醛、戊酸都有4 種同分異構(gòu)體戊 基8 種：一氯戊烷、戊醇、己醛、己酸都有8 種同分異構(gòu)體2) . 碳原子數(shù)少于10 的烷烴，一氯代物同分異構(gòu)體只有1 種的有四種：甲烷CH4新戊烷乙烷CH3 CH32， 2， 3， 3-四甲基丁烷3). C 7H8O含有苯環(huán)的同分異構(gòu)體有5 種：苯甲醇：、 苯甲醚：、鄰甲苯酚：、對(duì)甲苯酚：例3、

9、 分子式為C5H12O 且可與金屬鈉反應(yīng)放出氫氣的有機(jī)化合物有（不考慮立體異構(gòu) ）（）A5 種B 6 種C7 種D8 種2 . 等效氫法判斷 “等效氫 ”的三條原則是： 同一碳原子上的氫原子是等效的；如 中CH3 上的 3 個(gè)氫原子是“等效 ”的。 同一個(gè)碳原子上相同取代基上的氫原子屬于“等效 ”氫原子 ；如 分子中有2 種 “等效 ”氫原子。 處于對(duì)稱位置上的氫原子是等效的。如 分子中，在苯環(huán)所在的平面內(nèi)有2 條互相垂直的對(duì)稱軸，故有兩類 “等效 ”氫原子。例 4、 四聯(lián)苯的一氯代物有（）A3 種B 4 種C 5 種D 6 種【技巧點(diǎn)撥】有幾種不同位置的H 就有幾種一元取代物，而二元取代物代

10、物有幾種，一般先固定一個(gè)取代基的位置，移動(dòng)另一個(gè)，看有幾種可能，然后再固定一個(gè)取代基于另一不同位置，依次移動(dòng)，注意前面固定過的位置不能再放氫，否則重復(fù)。3. 換元法（替代法）將有機(jī)物分子中的不同原子或基團(tuán)換位進(jìn)行思考如： 乙烷分子中共有6 個(gè) H 原子， 若有一個(gè)氫原子被Cl 原子取代所得一氯乙烷只有一種結(jié)構(gòu)，那么五氯乙烷有多少種，假設(shè)把五氯乙烷分子中的Cl 看作 H 原子，而H原子看成Cl 原子，其情況跟一氯乙烷完全相同，故五氯乙烷也有一種結(jié)構(gòu)同理：二氯乙烷有二種結(jié)構(gòu)，四氯乙烷也有二種結(jié)構(gòu)又如：二氯苯有三種，四氯苯也有三種。例5、 已知分子式為C12H12的物質(zhì)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為， A苯環(huán)上的二

11、溴代物有9種同分異構(gòu)體，由此推斷A 苯環(huán)上的四溴代物的同分異構(gòu)體數(shù)目為（）A 9 種B 10 種C 11 種D 12 種4. 定一移一轉(zhuǎn)一法苯環(huán)上的氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代，烴分子中的氫原子被兩個(gè)取代基取代，常采用定一移一法。例有三種不同的基團(tuán)，分別為 Cl 、 Br 、 I ，若同時(shí)分別取代苯環(huán)上的三個(gè)氫原子，生成的同分異構(gòu)體可以先把Cl 原子固定在苯環(huán)的上面頂點(diǎn)上，Br 原子放在Cl原子的鄰位上，把I 原子繞苯環(huán)旋轉(zhuǎn)，有4 種結(jié)構(gòu)；把Br 原子移到Cl 原子間位，再把 I 原子繞苯環(huán)旋轉(zhuǎn)，又有4 種結(jié)構(gòu)；把Br 原子移到Cl 原子對(duì)位，把I 原子繞苯環(huán)旋轉(zhuǎn)，有2 種結(jié)構(gòu)，共有10 種。

12、典例 4 甲苯苯環(huán)上的一個(gè)H 原子被 C3 H6Cl 取代，形成的同分異構(gòu)體有（不考慮立體異構(gòu)）（）A 9 種B 12 種C 15 種D 18 種5. 排列組合法對(duì)于不同的有機(jī)物分子間形成化合物時(shí)，要考慮排列組合的方式。如： 甲醇CH3OH1-丙醇和 2-丙醇，形成醚時(shí)可和丙醇C3H7OH，混合加熱形成醚時(shí)，丙醇有兩種結(jié)構(gòu)，以是甲醇、1-丙醇、 2-丙醇各自形成醚，也可以是甲醇和1-丙醇、甲醇和2-丙醇、 1-丙醇和 2-丙醇形成醚，共有六種醚。例 5 、 下列對(duì)氨基酸和蛋白質(zhì)的描述正確的是（ ）A蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸B氨基酸和蛋白質(zhì)遇重金屬離子均會(huì)變性C 氨基丙酸與 氨基苯丙酸混合物

13、脫水成肽，只生成2 種二肽D氨基酸溶于過量氫氧化鈉溶液中生成的離子，在電場(chǎng)作用下向負(fù)極移動(dòng)例 6 、 下列化合物中同分異構(gòu)體數(shù)目最少的是（）A戊烷B戊醇C戊烯D乙酸乙酯四、同分異構(gòu)體的書寫技巧1. 思路方法（1） . 列出有機(jī)物的分子式。（2） . 根據(jù)分子式找出符合的通式，由通式初步確定該化合物為烷烴、；烯烴或環(huán)烷烴、；炔烴、二烯烴或環(huán)烯烴；芳香烴及烴的衍生物等。（3） . 書寫順序：先寫碳鏈異構(gòu)，再寫位置異構(gòu)，最后寫官能團(tuán)異構(gòu)。2. 碳鏈異構(gòu)書寫規(guī)律碳鏈異構(gòu)的書寫順序應(yīng)遵循：主鏈由長(zhǎng)到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排布由鄰到間，后三句是指支鏈的大小、支鏈的移動(dòng)及排布形式，或參考“成直鏈一

14、線穿，從頭摘、掛中間，往邊排、不到端”的口訣書寫，要注意思維有序，謹(jǐn)防重復(fù)和 遺漏。例7、請(qǐng)寫出C7H16的所有同分異構(gòu)體先寫最長(zhǎng)的碳鏈：3. 減少1 個(gè) C，找出對(duì)稱軸，依次加在第、 個(gè) C 上（不超過中線）：4. 減少2 個(gè) C，找出對(duì)稱軸： 組成一個(gè)-C2H5，從第3 個(gè) C加起（不超過中線）： 分為兩個(gè)-CH3a 兩個(gè)-CH3在同一碳原子上（不超過中線）：，b 兩個(gè)-CH3在不同的碳原子上： 減少 3 個(gè) C，取代基為3 個(gè) -CH3（不可能有-CH2CH3）【技巧歸納】1. 主鏈由長(zhǎng)到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，連接不能到端。碳總為四鍵，規(guī)律牢記心間。2. 甲基不能掛在第一個(gè)碳上

15、，乙基不能掛在第二個(gè)碳上，丙基不能掛在第三個(gè)碳上。3. 熟記C1-C6的碳鏈異構(gòu)：甲烷CH4、乙烷C2H6、 丙烷C3H8無 同分 異構(gòu)體丁烷C4H102 種 ：CH3 CH2CH2CH3、戊烷C5H123種 ：、己烷C6H 145種 ：、五 . 官能團(tuán)位置異構(gòu)書寫規(guī)律1. 移位法對(duì)于含有官能團(tuán)的單烯烴、炔烴、飽和一元脂肪醇、飽和一元脂肪酸等，往往先采取逐步降碳法寫出所有的相應(yīng)碳架，再讓官能團(tuán)分別在碳架上移動(dòng)，進(jìn)而寫出同分異構(gòu)體。 烷烴中氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代后同分異體的寫法例 8 、 試確定一氯戊烷的同分異構(gòu)體數(shù)目，并寫它門結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。【答案】8 種【解析】第一步，寫出含有五個(gè)碳原子的碳

16、架，已知戊烷有三種：正戊烷、異戊烷、新戊烷，相應(yīng)的碳架分別為：第二步，讓氯原子分別在三個(gè)碳架上移動(dòng)，可得三種氯代物，可得四種氯代物，只能得到一種氯代物，故一氯戊烷共有8 種同分異構(gòu)體。例 9 、 寫出一氯戊烷分子中含有兩個(gè)甲基的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式?！敬鸢浮俊窘馕觥刻技苌下仍硬坏眠B于鏈端；碳架上氯原子必須連于鏈端；氯原子無論在碳架上如何移動(dòng)，都會(huì)有三個(gè)甲基存在，因此不符合要求。所以，含有兩個(gè)甲基的一氯戊烷共有四種：例 10 、 下列化合物的一氯代物的數(shù)目排列順序正確的是()CH3CH2CH2CH2CH2CH3(CH3) 2CHCH(CH3) 2 (CH3) 3CCH2CH3(CH3) 3CC

17、(CH3) 31. > > > B. > = > C. > > > D. = > > 2. 插入法該法適合于烯、炔、 酯、 醚、 酮等官能團(tuán)鑲在碳鏈中的有機(jī)物同分異構(gòu)體的書寫。方法是：先將官能團(tuán)拿出，然后寫出剩余部分的碳鏈結(jié)構(gòu)，再利用對(duì)稱規(guī)律找出 可插入官能團(tuán)的位置，將官能團(tuán)插入。注意，對(duì)稱位置不可重復(fù)插入。 烯烴同分異構(gòu)體的寫法例 11 、 寫出C5H10屬于烯烴的同分異構(gòu)體?！窘馕觥肯葘懗? 個(gè)碳原子的碳鏈異構(gòu)，再在碳鏈中加上雙鍵：而 種結(jié)構(gòu)無法添加雙鍵。 酯的同分異構(gòu)體的書寫方法例12、 寫出分子式為C5H10O2屬于酯的同分異

18、構(gòu)體?！敬鸢浮縃COOC2HCH2CH2CH3 、 HCOOCH(C3H)CH2CH3、 HCOOC2HCH(CH3) CH3、 HCOOC(CH3) 3、CH3COOC2HCH2CH3 、 CH3COOCH(CH3)CH3 、 CH3CH2COOC2HCH3 、 CH3CH2CH2COOCH3 、CH3CH(CH3)COOCH3?！窘馕觥?1)將酯基出后，剩余部分有兩種碳鏈結(jié)構(gòu)：( 2)利用對(duì)稱規(guī)律可判斷出各種碳鏈結(jié)構(gòu)中可插入位置。如上注意不僅可插在 C-C 鍵間，也可插在C-H 鍵間形成甲酸酯。( 3)將插入。注意，酯鍵在C-C 鍵間插入時(shí)可正反插入，但對(duì)稱結(jié)構(gòu)處將重復(fù)，例如：中位置就是對(duì)

19、稱點(diǎn)，正反插時(shí)重復(fù)：4)將插在 C-H 鍵間時(shí)，只能是C 連 H，不可 O 接 H ，否則成酸，如 ，是酸，而是甲酸丁酯。【技巧點(diǎn)撥】 酯是由羧酸和醇作用生成的有機(jī)化合物，在書寫酯的同分異構(gòu)體時(shí)，一般酸的碳 原子數(shù)由少到多，相應(yīng)醇的碳原子數(shù)由多到少。例 13、 分子式為C8H8O2，結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)且屬于酯類的同分異構(gòu)體有(逐一增碳法 )：例14 、 有機(jī)物 B () 的一種同分異構(gòu)體滿足下列條件： . 能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，其水解產(chǎn)物之一能與FeCl3 溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。 . 分子中有6 種不同化學(xué)環(huán)境的氫，且分子中含有兩個(gè)苯環(huán)。寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：_ ?！敬鸢浮?. 芳香族化合物同分異構(gòu)體的寫法：苯環(huán)的氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代，同分異構(gòu)體的寫法是：定一、移一、轉(zhuǎn)(1) 苯環(huán)上有兩個(gè)取代基