2巧妙分割,判断有机物分子中原子的共线和共面问题有机物分子中原子的共面、共线问题,时有考查,它要求学生真正理解简单有机物分子的空间结构,并具备一定的空间想象能力
若能对给定的有机物分子进行巧妙分割,此类问题可迎刃而解
1.记住几种有机物分子的空间构型(1)甲烷,正四面体型结构,C原子居于正四面体的中心,分子中的5个原子中没有任何4个原子处于同一平面内
其中任意三个原子在同一平面内,任意两个原子在同一直线上
(2)乙烯,平面形结构,分子中的6个原子处于同一平面内,键角为120˚
(3)乙炔H—C≡C—H,直线形结构,分子中的4个原子处于同一直线上
同一直线上的原子当然也处于同一平面内
(4)苯,平面形结构,分子中的12个原子都处于同一平面内
[特别提示](1)以上4种分子中的H原子如果被其他原子(如C、O、N、Cl等)所取代,则取代后的分子构型基本不变
(2)共价单键可以自由旋转,共价双键和共价叁键则不能旋转
(3)有关判断规律①任何两个直接相连的原子在同一直线上
②任何满足炔烃结构的分子,若只含一个碳碳叁键,则其与叁键碳相连的所有原子均在同一直线上
③在中学所学的有机物中,所有的原子能够共平面的有CH2===CH2、CH≡CH、CH2===CH—CH===CH2、等
2.巧妙分割,“分片”组合(1)一点定面若在分子结构中有一个碳原子形成四个单键,则该分子中所有原子不可能共面
(2)巧分割,妙组合若要分析有机物中碳原子的共线、共面问题,要进行单元分割,必要时要兼顾分子对称性
如:下面分子中共面碳原子、共线碳原子最多各有几个
由于苯环为平面正六边形结构,该有机物的碳架结构如下:由上图可截取出3种分子的片断,由于单键可以旋转,再根据乙烯、乙炔、苯的分子构型,即确定共面碳原子最多有12个,共线碳原子有6个
【典例4】下列关于的说法正确的是()A.所有的碳原子不可能在同一平面内B.最