有机化学中的同分异构现象

精品文档---下载后可任意编辑同分异构现象是指有机化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象。由于碳原子特别的成键方式，使得有机化学中存在着普遍的同分异构现象。依照结构上的差异，同分异构体可以被分为两大类：即构造异构体和立体异构体。构造异构体是指具有相同的分子式，但各原子间以共价键连接的顺序不同而产生的异构体。立体异构体则是指具有相同的分子式，各原子间具有相同的连接顺序，但各原子或原子团在空间排列的相对位置不同所产生的异构体。7.1 有机化学中的构造异构构造异构体根据其结构的特点又可以进一步细分为以下三种常见的类型：碳链异构、位置异构和官能团异构。碳链异构是指由于分子中碳链形状不同而产生的异构现象。这种异构体的数量随着分子中碳原子数的增加快速增加，构成数量庞大的有机化合物。具有 1-3 个碳原子的烷烃没有构造异构体，而 4 个碳原子的烷烃包含正丁烷和异丁烷两种异构体。戊烷包含 3 种构造异构体，己烷的异构体有 5 种，庚烷有 9 种，癸烷有 75种。位置异构是指由于取代基或官能团在碳链上或碳环上的位置不同而产生的异构现象。这种异构现象普遍存在于烯烃、炔烃、醇、酚、酮等具有官能团的有机化合物中。例如，官能团异构是指由于分子中官能团的不同而产生的异构现象。单烯烃与环烷烃、炔烃与二烯烃、醇与醚、醛与酮、烯醇与酮、酯和羧酸、酚和芳香醇等都属于官能团异构。例如，7.2 有机化合物的立体异构现象1874 年，年轻的物理化学家范霍夫（J. H. Van’t Hoff）和勒贝尔（J. A. Le Bel）根据有机分子的旋光性等实验事实，分别独立地发表论文提出碳的四价是指向四面体的四个顶点，即碳原子的四面体理论，打破了有机分子的平面结构理论，开创了有机分子立体结构的先河。以碳原子的四面体理论为基础的现代立体化学理论已经有了高度的进展和更加丰富的内涵。立体异构体主要包括构象异构、几何异构和光学异构三大类。几何异构现象主要发生在环烷烃和烯烃分子中，光学异构则主要发生在具有手性特征的分子中，主要包括对映异构和非对映异构两类异构体。7.2.1 构象异构分子式相同，原子的结合顺序即构造式也相同，但由于 σ 单键的旋转使分子中的原子或者原子团在空间的位置或者取向不同。这种通过单键旋转而导致分子中原子或者原子团在空间的不同取向叫做构象，由此得到的不同空间结构叫做构象异构。比如乙烷中的两个甲基可以相互旋转，可以使甲基上的氢原子处在不同的空间...