3-1构造异构现象
2012-第二章 配合物的结构及异构现象

六配位 化合物
八面体 几何异构体数目
例
MA2B2C2
5
[Pt(NH3)2(OH2)2Cl2]
八面体配合物几何异构体数目 类型 MA6 MA5B MA4B2 MA3B3 MA4BC 数目 1 1 2 2 2
类型 MA3B2C
数目 3
MA2B2C2
5
MABCDEF
15
几何异构体的鉴别方法 (1) 偶极矩
量研究工作,随着各种现代结构测定方法的建立,配合
物的结构和异构现象更成为配位化学的重要方面。 配位多面体:把围绕中心原子的配位原子看作点,以线 按一定的方式连接各点就得到配位多面体。 用来描述中心离子的配位环境。
早在1893年维尔纳(瑞士)建立配位理论时,
就已经提出了使中心离子周围配体之间的静电斥力 最小,配合物最稳定,即配体间应尽力远离,从而 采取对称性分布,而实际测定结构的结果证实了这 种设想。 配合物的配位数与其空间结构有一定的联系,
例:Pt(II)配合物的偶极矩(Debye):
顺式 [Pt(PPr3n)2Cl2] 11.5 反式 0
[Pt(PEt3)2Cl2]
(2) X射线衍射法
10.7
0
该方法可确定原子在空间的确切位置(三维坐 标),因此可用来鉴定几何异构体。 例:trans-[Cu(py)2Cl2] (平面正方形)。
如:[HgI3]-、[Pt(PPh3)3]
N C Cu C N Cu C N C
N C Cu C N Cu C
KCu(CN)2
已经确认的如 KCu(CN)2, 它是一个聚合的阴离子, 其中每个Cu (I)原子与两个C原子和一个N原子键合。
化学式为 ML3 化合物并不一定都是三配位. 如 AlCl3、AuCl3为四配位(确切的分子式为Au2Cl6);
配位化学-配合物异构现象

一般可分为非对映异构和对映异构两类
非对映异构 和对映异构
非对应异构
构造式相同,构型不同,但不是实物与镜象关系的化合 物互称非对应体。
多形异构:分子式相同,立体结构不同的异构体。如 [Ni(P)2Cl2] 存在以下两种异构体(P代表二苯基苄基膦)
构造异构: 5、键合异构
同一种多原子配体与金属离子配位时,由于 键合原子的不同而造成的异构现象称为键合构体。
如:NO2-作为配体时 可用O原子配位亚硝酸根配合物。 可用N原子配位硝基配合物。
[Cr(H2O)5SCN]2+和[Cr(H2O)5NCS]2+
如[Co(NH3)5NO2]2+黄色, [Co(NH3)5(ONO )]2+红色 硝基·五氨合钴(Ⅲ)离子 亚硝酸根·五氨合钴(Ⅲ)离子
O
O
12O. 8
119 . 6N
H3N
191 . 9NH 3
195 . 6 Co 195 . 7
H3N
197. 7 NH 3 NH 3
O N 125 . 3
131 . 5O
H3N
193. 7 NH 3
196. 8 Co 191. 3
H3N
194. 9 NH 3 NH 3
二、立体异构
实验式相同,成键原子的联结方式也相 同,但空间排列不同。
第一章 配合物的异构现象
异构现象 :
配合物中原子间的联结方式及配体在空间的位置不同 而产生的异构现象。
如1:[Pt(NH3)2Cl2]
Cl Pt
Cl
NH3 NH3
Cl Pt
H3N
NH3 Cl
顺式
有机化学课后习题答案

1-3 写出下列化合物短线构造式。
如有孤对电子对,请用黑点标明。
÷C C CC C CNHHH H HC CH HHC O H HHHC H C H ONOH C HOC H HHHOHC HCO OCC H H HHC HCCHH C HNOOHC H C HOH(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)1-5 判断下列画线原子的杂货状态 (1)sp 2,(2)sp ,(3)sp ,(4)sp 3,(5)sp ,(6)sp 。
1-6哪些分子中含有极性键?哪些是极性分子?试以“”标明极性分子中偶极矩方向。
答:除(2)外分子中都含有极性键。
(2)和(3)是非极性分子,其余都是极性分子。
分子中偶极矩方向见下图所示,其中绿色箭头所示的为各分子偶极矩方向。
HH 33H 3I I(1)(2)(3)(5)(6)(7)(8)1-7 解释下列现象。
(1)CO 2分子中C 为sp 杂化,该分子为直线型分子,两个C=O 键矩相互抵消,分子偶极矩为零,是非极性分子;而SO2分子中S 为sp2杂化,分子为折线型,两个S —O 键矩不能抵消,是极性分子。
(2)在NH 3中,三个N —H 键的偶极朝向N ,与电子对的作用相加;而NF 3中三个N —F 键的偶极朝向F ,与N 上的未成对电子的作用相反并有抵消的趋势。
(3)Cl和F为一同主族元素,原子共价半径是Cl比F大,而电负性是F比Cl大。
键的偶极矩等于μ=qd,q为正电荷中心或负电荷中心上的电荷量,d为正负电荷中心的距离。
HCl 键长虽比HF的长,但F-中心上的电荷量大大于Cl-上的电荷量,总的结果导致HF的偶极矩大于HCl。
所以键长是H—Cl较长,偶极矩是H—F较大。
1-8 将下列各组化合物中指定键的键长由长到短排列并说明理由。
答:(1)从乙烷,乙烯到乙炔,碳原子杂化态由sp3到sp2至sp,s成份提高,拉电子能力增强,虽同属于碳氢键但键长缩短。
选择性必修三第一章第一节第二课时有机化合物的同分异构现象

小试牛刀:
庚烷的同分异构体有几种?
答案:9种
四 同分异构体书写方法
2.等效氢原子法(位置异构--一元取代)
例2:下列分子中分别有几个等效氢原子?他们的一
氯代物分别有几种?
CH3
新戊烷、
CH3 CH CH CH CH3 CH3 CH3
CH3
四 同分异构体书写方法
3.基团连接法:(位置异构--一元取代) 将有机物看作由基团连接而成,由基团的异构 数目可推断有机物的异构体数目。
符合通式的有机物
醇、醚
醛、酮、烯醇、 环醇、 环醚 羧酸、酯、 羟基醛、羟基酮
酚、芳醇、芳醚
CnH2n+1NO2
硝基化合物和氨基酸
练习:
1、已知甲苯的一氯代物有4种,则甲苯完全
氢化后的环烷烃的一氯代物有( C )
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
1
CH3
2
3 4
氢化
1
CH3
23
4 5
练习:
2、立体异构
(1)顺反异构 (2)、减碳法(碳架异构)
主链由长到短; 支链由整到散; 位置由心到边; 排布由邻到间。
例1:己烷的同分异构体有( 5 )种。
正己烷 :CH3(CH2)4CH3 异己烷 (2-甲基戊烷): (CH3)2CH(CH2)2CH3 3-甲基戊烷 :CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 2,3-二甲基丁烷: CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3 2,2-二甲基丁烷: CH3C(CH3)2CH2CH3
选择性必修三
第一章第一节
(第二课时)
有机化合物的同分异构现象
一 同分异构现象
化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象。
第一章 第一节 第2课时 有机化合物的同分异构现象 课件 高二化学人教版(2019)选择性必修3

01
有机化合物的同分异构现象
二、同分异构的书写
3.同分异构的书写技巧
③定二动一(适用环状化合物环上的三元取代物) 例9.分子式为C8H8O3的有机物中,满足下列条件的共有__1_3__种。 ①芳香化合物②分子中含有羧基和酚羟基 例10.分子式为C9H8O的有机物中,满足下列条件的共有__1_4__种。 ①芳香化合物②分子中含有醛基
2.立体异构
①顺反异构 指由双键不能旋转产生的一种同分异构。
存在顺反异构的条件:1≠2且3≠4
01
有机化合物的同分异构现象
一、同分异构现象的分类
2.立体异构
①顺反异构 若双键两端的C原子上连有相同原子或原子团,当相同原子团 在同侧时为顺式结构,相同原子团在异侧时为反式结构。 如2-丁烯有两种结构:
二、同分异构的书写
1.不饱和度
不饱和度的计算方法:
①根据分子结构计算
如:
Ω=双键数+2×三键数+环数=10
01
有机化合物的同分异构现象
二、同分异构的书写
1.不饱和度
不饱和度的计算方法: ②根据分子式计算 若某烃的分子式为CmHn,则Ω=(2n+2-m)/2 如C8H10,Ω=(2×8+2-10)/2=4
顺-2-丁烯
反-2-丁烯
01
有机化合物的同分异构现象
一、同分异构现象的分类
2.立体异构
②对映异构 指由于手性碳原子的存在而产生的一种同分异构现象。 手性碳原子:连接有4个不同的原子或原子团的碳原子(即图 中1、2、3、4均不相同)。
对映异构
01
有机化合物的同分异构现象
二、同分异构的书写
1.不饱和度
如分子式为C2H6O的有机物,官能团可能是羟基,也可能是 醚键,存在两种同分异构体:
构造异构现象

4
5
6
7
8
9
20
40
异构 体数
1
1
1
2
3
5
9
18
35
366319 (36万)
62,491,178,805 ,831 (62万亿)
随链烷烃中碳原子数增加,碳架异构体数目 急剧增加。
2、链烷烃碳架异构体的推导
用碳链逐步缩短的方法推导碳架异构体数目,以己烷 为例说明推导过程:
以C6H14为例:
1. 首先写出最长的直链:CH3CH2CH2CH2CH2CH3
有机化合物同分异构的几个概念
1、分子结构的三个层次:构造、构型和构象
分子的结构:分子中原子互相排列顺序和相互结合 关系称为分子的结构,表示分子结构的化学式 称为结构式。
分子的构造:分子中原子间相互连接的顺序和结合 方式称为分子的构造,表示分子构造的化学式 称为构造式。
分子的构型:分子中原子或基团在空间排列形状称 为分子的构型,表示分子构型的化学式称为构 型式。
个异构体:
Br
Br
Br
1-溴环己烯
3-溴环己烯
4-溴环己烯
三、官能团异构现象
1. 分子式相同,构成官能团的原子连接顺序 和方式不同形成不同的官能团,可以形成不同 类化合物,构成官能团异构现象。
2.例1.分子式为 C3H6 的化合物,可以是丙烯 CH2=CHCH3 和环丙烷 两个化合物。
例2.分子式为 C2H6O 的化合物,可以是甲 醚CH3OCH3 和乙醇 CH3CH2OH 两个化 合物。
例3.分子式为 C2H4O 的化合物,可以是 乙 醛 CH3CHO、乙烯醇 CH2=CH-OH 和环 氧乙烷 三个化合物。
配位化学(第二章)

有三种水合异构体。 [ Cr Cl (H2O)5 ] Cl2 · H2O
蓝绿色
[ Cr Cl2 (H2O)4 ] Cl · 2H2O
绿色
(6)聚合异构 具有相同的化学式,各个聚合异构体的化学 式是最简式的 n 倍。例如: [ Co(NH3)3(NO2)3 ] n =1 [ Co(NH3)6 ] [ Co(NO2)6 ] n =2 [ Co(NH3)4(NO2)2 ] [ Co(NH3)2(NO2)4 ] n =2 [ Co(NH3)5(NO2) ] [ Co(NH3)2(NO2)4 ] 2 n =3 [ Co(NH3)6 ] [ Co(NH3)2(NO2)4 ] 3 n =4 [ Co(NH3)4(NO2) 2 ] 3 [ Co(NO2)6] [ Co(NH3)5(NO2) ] 3 [ Co(NO2)6] 2 n =4 n =5
可见,多原子配体分别以不同种 配位原子与中心离子键合的现象称为 键合异构。
[ CoBr (NH3)5 ]SO4 → [ CoBr (NH3)5]2+ + SO42暗紫色
[ Co SO4(NH3)5 ] Br → [ Co SO4(NH3)5]+ + Br紫红色
(5)水合异构 凡是化学组成相同,但水分子在内界和外界 分布不同的配合物,互为水合异构。 例如:CrCl3· 6H2O [ Cr(H2O)6 ] Cl3
Co
Cl
H3 N H3 N
NH3
Co
Cl
NH3
面式-三氯· 三氨合钴(Ⅲ) fac-[ Co(NH3)3Cl3
Cl
经式-三氯· 三氨合钴(Ⅲ) mer-[ Co(NH3)3Cl3 ]
2.2.2 旋光异构现象
旋光异构又叫对映异构。 对映异构:组成相同,空间构型相同,互为不 可重叠的镜像关系,就象人的左右手一样,这样的 异构体叫对映异构体。 例如: Ma2b2 c2型八面体配合物有一对对映 异构体。
构造异构体

构造异构体构造异构体是旋光异构体。
1.异构体分类异构体分为以下三类:1、碳链异构:由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象。
2、官能团位置异构:由于官能团的位置不同而引起的异构现象。
3、官能团异类异构:由于官能团的不同而引起的异构现象。
化学上同分异构现象是指具有相同化学式,有同样的化学键而有不同的原子排列的化合物。
化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
立体异构体(stereoisomerism),根据IUPAC 金色书的定义是指具有相同原子连接顺序,但原子在空间排列不相同的同分异构体。
这种异构现象称为立体异构。
具有不同光学性质的立体异构体又称光学异构体,光学异构”以前将立体异构划分为几何异构、旋光异构和构象异构三类,但目前较好的分类是将其分为对映异构和非对映异构两类,其中非对映异构又包括顺反异构(即几何异构)和构象异构。
2.构造异构与构型异构是什么?构造异构有这几种⒈碳链异构:异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。
正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构:异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。
又可分为官能团位置异构和取代基位置异构。
⑴官能团位置异构是因官能团取代不同类型的氢而引起的。
1-丁烯CH2=CHCH2CH3和2-丁烯CH3CH=CHCH3 ⑵取代基位置异构是取代基取代不对称环上不同类型的氢而引起的。
1-甲萘和2-甲萘⒊官能团异构是异构体的分子式相同而分子中的官能团不同的现象。
乙醇CH3CH2OH 和甲醚CH3OCH3的分子式都是C2,但官能团不同。
3.构造异构包括什么?构造异构可分为以下3类:异构体的分子式相同而碳骨架不同的现象。
正丁烷CH3CH2CH2CH3和异丁烷(CH3)2CHCH3 ⒉位置异构:异构体的分子式相同而分子中官能团或取代基在碳骨架上的位置不同的现象。
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例如:环己烷 C6H12可以写出12个异构体:
C
C
C
C
C
C CC C
C
C
C
CC C
CC C
C CC
CCC CCC
二、官能团位置异构现象
各类化合物可以看成是官能团取代相应烃中的氢原 子的产物。官能团取代碳架异构体中的不同氢原子,形 成了官能团位置异构现象。
例1.丁烷有两个碳架异构体,可形成四个一元醇的异构 体:
H3C C CH C O C2H5 OH O
(7.5%)
H3C C CH2C CH3
OO
(24%)
H3C C CH C CH3
O
OH
(76%)
例2.硝基烷烃与酸式硝基烃间互变异构
O H3C CH2N
O
OH CH3CH N
O
例3.亚硝基苯酚与肟互变异构
HO
NO
O
N OH
在这些平衡混合物中,各组分是互为同分 异构体,但很难分离出纯的某种互变异构体。
第三章 有机化合物的同分异构现象
【本章重点】 立体异构——构象异构和构型异构。
【必须掌握的内容】
1. 构造异构、碳链异构的正确书写方法。 2. 顺反异构及其Z/E命名法。 3. 分子的手性、手性碳原子、对称因素、对映体、 非对映体、外消旋体和内消旋体。
4. Fischer投影式的书写方法及注意事项。 5. 构型的标记方法(D/L法和R/S法)。 6. 含一个、两个手性碳原子的光学异构。 7.乙烷、丁烷、环己烷的构象。
同分异构体:具有同分异构现象的化合物称为同 分异构体。
构造异构现象:分子式相同,分子中原子相互连 接顺序不同现象称为构造异构现象。
§3—1 构造异构现象
这里只简单介绍碳链(碳架)异构的正确书写方法 :
一、碳架异构现象
分子中碳原子相互连接的顺序不同,产生不同 的碳链或碳环现象,称为 碳架(骨架)异构现象。
分子的构象:同一种分子构型由于单键的旋转使分 子在空间的不同排列构型称为分子的构象,表 示分子构象的构型式称为构象式。
2、同分异构
碳链(碳架)异构
构造异构
官能团位置异构 官能团异构
同分异构
互变异构
立体异构
构型异构 构象异构
顺反异构 光学异构
同分异构现象:化合物的分子式相同,分子的结 构和性质不同的现象称为同分异构现象。
有机化合物同分异构的几个概念
1、分子结构的三个层次:构造、构型和构象
分子的结构:分子中原子互相排列顺序和相互结合 关系称为分子的结构,表示分子结构的化学式 称为结构式。
分子的构造:分子中原子间相互连接的顺序和结合 方式称为分子的构造,表示分子构造的化学式 称为构造式。
分子的构型:分子中原子或基团在空间排列形状称 为分子的构型,表示分子构型的化学式称为构 型式。
1-丁烯
CH3CH CHCH3
2-丁烯
CH3 CH3C CH2
2-甲基丙烯
CH CCH2CH3
1-丁炔
CH3C CCH3
2-丁炔
例3.碳环化合物也能形成官能团位置异构 体。如甲酚有三个异构体:
CH3
CH3
OH
OH
邻甲苯酚
OH
间甲苯酚
CH3
对甲苯酚
在多官能团化合物中,官能团位置异构体
还表现在官能团相对位置,如溴代环己烯有三
2. 其次写出减少一个碳原子的最长碳链:
CH3CHCH 2CH2CH3 CH3CH2CHCH 2CH3
CH3
CH3
3. 再次写出减少两个碳原子的最长碳链:
CH3
CH3
CH3CHCHCH 3
CH3CCH 2CH3
CH3
CH3
3、环烷烃碳架异构现象
逐步缩小碳环,缩下来的碳,连到缩小后的 碳环的不同位置上,写出环烷烃碳架异构体。
2-丁烯醇
CCCC O
乙基乙烯基醚
环丁醇
1,2-环氧丁烷
分子中原子数目越多,形成官能团异构体数目也越多。
四、互变异构现象
在常温下,不同官能团异构体处于动态平衡之中,
能很快地互相转变,称为互变异构现象。它是一种 特殊的官能团异构。
例1. 酮与烯醇间互变异构:
H3C C CH2C O C2H5 OO
(92.5%)
CH3CH2CH2CH2OH 1-丁醇
H
H3C
CC OH H2
CH3
2-丁醇
H H3C C CH2 OH
CH3
CH3 H3C C OH
CH3
2-甲基-1-丙醇
2-甲基-2-丙醇
例2.在丁烷碳链异构体各碳上引入双键或三 键,形成官能团位置异构体,可形成三个丁 烯异构体和两个丁炔异构体:
H2C CHCH2CH3
例3.分子式为 C2H4O 的化合物,可以是 乙 醛 CH3CHO、乙烯醇 CH2=CH-OH 和环 氧乙烷 三个化合物。
例4.分子式为C4H8O的化合物可以有醛、酮、 烯醇、烯基醚、脂环醇和环氧烷烃等六类化合 物。如:
C C C O C C C C C C C C OH
C
异丁醛
O
丁酮
OH
H2C CHOCH3CH3
个异构体:
Br Br
Br
1-溴环己烯
3-溴环己烯
4-溴环己烯
三、官能团异构现象
1. 分子式相同,构成官能团的原子连接顺序 和方式不同形成不同的官能团,可以形成不同 类化合物,构成官能团异构现象。
2.例1.分子式为 C3H6 的化合物,可以是丙烯 CH2=CHCH3 和环丙烷 两个化合物。
例2.分子式为 C2H6O 的化合物,可以是甲醚 CH3OCH3 和乙醇 CH3CH2OH 两个化合物。
4
5
6
7
8
9
20
40
பைடு நூலகம்
异构 体数
1
1
1
2
3
5
9
18
35
366319 (36万)
62,491,178,805 ,831 (62万亿)
随链烷烃中碳原子数增加,碳架异构体数目 急剧增加。
2、链烷烃碳架异构体的推导
用碳链逐步缩短的方法推导碳架异构体数目,以己 烷为例说明推导过程:
以C6H14为例:
1. 首先写出最长的直链:CH3CH2CH2CH2CH2CH3
1.开链烷烃的碳链异构现象
甲烷CH4、乙烷CH3CH3、丙烷CH3CH2CH3无碳架异 构,用甲基-CH3取代丙烷中不同类型的氢原子,得 到两个丁烷的碳架异构体:
同样用-CH3取代丁烷碳架异构体中的不同类 型氢原子,可以得到戊烷的3个碳架异构体:
不同碳原子数的烷烃的碳架异构体数目:
C原 子数
1
2
3