构造异构体是什么(有机化合物的空间结构)
一、有机化合物的空间结构
1、有机物结构的表示方法
有机物的结构有多种表示方法,以乙酸为例:
2、碳原子的成键方式与基本结构
(1)碳原子杂化,形成4个σ键,与之相连的4个原子形成四面体,如甲烷。
(2)碳原子杂化,形成3个σ键、1个π键,与之相连的3个原子形成平面三角形,如乙烯。
苯环中6个碳原子形成大π键,是平面六边形结构,对面的4个原子在一条直线上。
(3)碳原子sp杂化,形成2个σ键、2个π键,与之相连的2个原子在一条直线上,如乙炔。
有机物分子的碳骨架由上面几种基本单元组合而成,在此基础上可分析有机物分子的空间结构,如原子的共线、共面的情况(σ键可围绕键轴旋转,而π键不能)。
二、有机物的同分异构
1、同系物
结构相似,组成上相差一个或多个CH2原子团的化合物。
注意:官能团的种类、数目均相同,且分子式符合同一通式。
2、同分异构的种类
分子式相同、结构不同的化合物互称为同分异构体。
常见的同分异构体有:
构造异构,包括碳架异构、位置异构、官能团异构。
立体异构,包括顺反异构、对映异构(如手性异构)。
3、同分异构的写法
(1)碳架异构的写法——减碳法
例:C7H16的同分异构体
(2)位置异构
一般先写碳架异构,再写取代基的位置异构,注意等效氢(不同化学环境的氢原子)原则:
①同一碳原子上的氢原子等效。
②同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。
③处于对称位置上的碳原子上的氢原子等效。
例:C4H10O的同分异构体
如果有多个取代基,可以先写一个取代基的同分异构体,在此基础上再写两个取代基的同分异构体,以此类推。
例:C4H8Cl2的同分异构体
共有9种。
(3)芳香族化合物的同分异构
按一定的顺序书写,可先写一个取代基的同分异构体,再写两个取代基的同分异构体,以此类推。多个取代基要注意“邻、间、对”的位置关系。
例:C9H12的含有苯环的同分异构体
注意:
书写同分异构体是可借助排列组合的方法,按特定的顺序书写,这样不容易写重复,也不容易写漏。
如写酯的同分异构体时,可按甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯……的顺序书写,也可按甲酯、乙酯、丙酯……的顺序书写。