原子共平面问题的解题技巧
原子共平面问题的解
题技巧
Revised on November 25, 2020
有机物中原子共平面的问题
模型
(1)乙烯(CH 2CH 2)分子是平面结构，2个碳原子、4个氢原子共平面;
(2)乙炔(C C H H
)分子是直线型结构，4个原子在同一直线上; (3)苯(
)分子是平面正六边形结构，6个碳原子、6个氢原子共平
面;
(4)甲烷(CH 4)是正四面体结构,任意3个原子共平面;
(5)甲醛(C H H O )分子是平面结构，4个原子共平面。
典例
例1请分析苯乙炔(
C CH )分子中最多有多少个原子共平面 例1 分析：与
C CH 直接相连的苯环上的碳原子相当于C C H H 分子中1个氢原子所处的位置，应与
C CH 在同一条直线上；与苯环相连的C CH 中碳原子相当于苯分子中氢原予所处的位置，应在苯环所在的平面内。
由此可知C CH 所在直线上有两点在苯环的平面内，所以苯己炔分子中所有原子均在同一平面，即苯乙炔分子中8个碳原子、6个氢原子均在同一平面内。
例2：有机物
C CH 2
CHO H
分子中至少有多少个碳原子处于同一平
面上
例3：结构式为
CH3
CH3的烃，分子中至少有多少个碳原子
处在同一平面上
例4：我国在反兴奋剂问题上的坚决立场是支持“人文奥运”的重要体现．某种兴奋剂的结构如下图所示。
试求它的分子中共平面的碳原子最多有多少个
答案
例2分析：由苯分子的空问构型可知，苯环上的6个碳原子、4个氢原子以及与苯环直接相连的两个碳原子一定共平面。
由乙烯的分子结构可知，CH2CH中的原子在同一平面。
由乙醛分子结构可知，CHO中的原子在同一平面。
由碳碳单键可以旋
转，可知C CH2
CHO
H
分子中所有的原子可以共面。
即分子中9
个碳原子在同一平面内。
例3分析：由苯分子的空间结构可知，苯环上的六个碳原子以及与它直接相邻的两个碳原子共面。
另外与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子，处于两苯环旋转的轴线（两苯环之间的碳碳键可以旋转）上，也应该共面。
另外，与苯环相连的另一苯环对位上的碳原子，处于两苯环旋转轴线(两苯环之间的碳碳单键可以旋转)上，也应该共平面。
所以，分子中至少有9个碳原子共平面。
例4分析：由苯的分子结构可知，OH
中的碳原子共面，
OH
HO中碳原子共平面。
由乙烯的分子结构可知，
C
CH2
H3C中的碳原子共平面。
C5H11中的5个碳原子通过碳碳单键的旋转也可以共平面。
综合以上分析．结合碳碳单键可以旋转．可知该兴奋剂分子中所有碳原子都可能共平面。
共平面的碳原子最多有17个。
专题：有机物分子中原子共线共面问题
有机物分子中原子共线共面问题（上）重难点题型分值重点1. 掌握常见五类有机物基本空间构型2. 掌握结构不同的基团连接后原子共面分析3. 解题技巧选择题和填空题3-5分难点1. 常见五类有机物基本空间构型2. 结构不同的基团连接后原子共线共面分析核心知识点：有机物分子中原子共线共面问题一、基本空间构型代表物空间构型结构球棍模型结构特点CH4正四面体任意3点（原子）共面，C—C键可以旋转C2H4平面结构6点共面C=C键不能旋转C2H2直线型4点共线（面）C≡C键不能旋转C6H6平面正六边形12点共面HCHO 平面4点共面【注意】分子空间构型的基本判断：①结构中每出现一个碳碳双键：至少有6个原子共面。
②结构中每出现一个碳碳三键：至少有4个原子共线或共面。
③结构中每出现一个苯环：至少有12个原子共面。
④结构中每出现一个饱和碳原子：则整个分子中原子不可能全部共面。
二、不同结构的连接方式单键可旋转，即两个结构通过一个单键相连，共用2个原子。
单键可旋转，从数学角度看，即两个平面共有一条线，两个平面可能重合，也可能不重合。
1. 直线与平面连接：直线结构中如果有2个原子（或者一个共价键）与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。
如乙烯基乙炔（CH2=CH-C≡CH），其空间结构为，中间两个碳原子既在乙烯平面上，又在乙炔直线上，所以直线在平面上，所有原子共平面。
再比如苯乙炔，其空间结构为，共面原子至少14个，最多14个。
2. 平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面可能重合，也可能不重合。
如苯乙烯分子（）中共平面原子至少12个，最多16个。
如：对二联苯（）苯环与苯环相连，共面原子最多22个，至少14个（不管单键如何旋转，10 个C、20个H总是处于另一个苯环平面上。
同理可分析萘分子中10个碳原子，8个氢原子18原子共面和蒽分子中14个碳原子，10个氢原子，共24个原子共面问题。
再如：其结构简式可写成最少6个碳原子（因双键与双键之间的碳碳单键可以转动）6个原子，最多10个碳原子共面。
有机物分子中原子的共面共线问题
有机物分子中原子的共面共线问题有机分子中原子的共面共线是中学有机化学教学的一个难点。
此类题目的解题思维方法如下：原子共面共线问题思维的基础：甲烷的正四面体结构；乙烯、苯的平面结构；乙炔的直线结构。
1、甲烷的正四面体结构在甲烷分子中，一个碳原子和任意个氢原子可确定一个平面。
当甲烷分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，该代替原子的共面问题，可将它看作是原来氢原子位置。
丙烷其结构式可写成如图2所示，丙烷分子中最多原子可能共面。
2、乙烯的平面结构乙烯分子中的所有原子都在同一平面内，键角为120°。
当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内。
CH3CH=CH2 原子一定共面，最多原子可能共面。
3．苯的平面结构苯分子所有原子在同一平面内，键角为120°。
当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内。
甲苯如右下图所示，甲苯分子中最多有可能是个原子共面。
4．乙炔的直线结构乙炔分子中的2个碳原子和2个氢原子一定在一条直线上，键角为180°。
当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线。
丙炔如图所示，丙炔分子中有个原子共线。
巩固练习：1、描述CH3－CH＝CH－C≡C－CF3分子结构下列叙述中，正确的是A．6个碳原子有可能都在一条直线上B．6个碳原子不可能都在一条直线上C．6个碳原子有可能都在一个平面上D．6个碳原子不可能都在一个平面上2、甲烷分子中的4个氢原子全部被苯基取代，可得如图所示的分子，对该分子的描述不正确的是（）A．分子式为C25H20B．分子中所有原子有可能处于同一平面C．该化合物分子中所有原子不可能处于同一平面D．分子中所有原子一定处于同一平面3、盆烯是近年合成的一种有机物，它的分子结构可简化表示为（其中C、H原子已略去），下列关于盆烯的说法中错误的是（）A．盆烯是苯的一种同分异构体B．盆烯分子中所有的碳原子不可能在同一平面上C．盆烯是乙烯的一种同系物D．盆烯在一定条件下可以发生加成反应4、某烃的结构简式为CH3―CH2―CH＝C(C2H5)―C≡CH分子中含有四面体结构的碳原子（即饱和碳原子）数为a，在同一直线上的碳原子数量最多为b，一定在同一平面内的碳原子数为c，则a、b、c分别为（）A．4、3、5 B．4、3、6 C．2、5、4 D．4、6、45、观察以下有机物结构：CH3 CH2CH3(1) C = CH H (2) H—C≡C—CH2CH3 (3) CH=CF2思考：最多有几个碳原子共面、、最多有几个碳原子共线、、有几个不饱和碳原子、、不饱和度及其应用不饱和度又称为“缺氢指数”，用希腊字母Ω来表示，顾名思义，它是反映有机物分子不饱和程度的量化标志。
原子共线共面问题最简单做法
原子共线共面问题最简单做法哎呀，说起原子共线共面问题，这可真是个让人头疼的家伙。
记得上高中那会儿，化学课上老师一提到这个，我就觉得脑袋瓜儿嗡嗡的。
不过呢，咱们今天就来聊聊，怎么用最简单、最接地气的方法来搞定这个难题。
首先得说，这原子共线共面问题，其实就像是在玩拼图。
你得知道每个原子的位置，然后把它们拼在一起，看看能不能拼成一条直线或者一个平面。
这事儿听起来简单，但做起来可不那么容易，因为你得考虑到原子之间的距离和角度。
就拿甲烷来说吧，这家伙的四个氢原子和中心的碳原子，它们就像是五个人围坐在一张圆桌旁。
你想想，这五个人怎么可能都坐成一条直线呢？所以，甲烷分子里的原子肯定是共面的，就像一张桌子一样。
但是，如果你换成乙烷，情况就有点不一样了。
乙烷的两个碳原子，就像是两个兄弟，手拉手站在一起。
每个碳原子旁边还有三个氢原子，就像是三个小跟班。
这时候，你再想让他们全部站成一条直线，那可就难了。
因为两个碳原子之间的距离，还有它们和氢原子之间的角度，都不允许他们这么做。
说到这儿，你可能会觉得，这事儿怎么这么复杂啊？别急，我这儿有个小窍门。
你可以试试想象一下，如果你把乙烷分子拉直，那两个碳原子之间的距离就会变长，这就像是你把两个兄弟的手拉开一样。
但是，如果他们手拉手站在一起，那他们之间的距离就会短一些。
所以，乙烷分子里的原子，其实是稍微有点弯曲的，但并不是完全的直线。
你看，这样一说，是不是感觉这原子共线共面问题也没那么难了？其实，就是得有点儿想象力，把那些原子想象成你身边的人或者东西，这样就容易理解多了。
最后，咱们再回到甲烷和乙烷的例子上。
甲烷就像是一张桌子，原子们都老老实实地坐在桌面上；而乙烷呢，就像是两个兄弟手拉手，旁边跟着三个小跟班，他们站得有点儿弯，但并不是一条直线。
所以说，解决原子共线共面问题，其实没那么复杂，关键是得有点儿想象力，把那些原子想象成你生活中的东西，这样就容易多了。
下次再遇到这问题，你可以试试我这招，说不定会有意想不到的效果呢！。
高中化学共面问题
高中化学共面问题
高中化学中，共面问题通常指的是几种物质之间的共面问题。
共面问题在化学中经常出现，特别是在推断题和实验题中。
解决共面问题需要掌握一定的技巧和方法，下面是一些解决共面问题的方法:
1. 观察元素周期表：解决共面问题时，首先需要观察元素周期表，了解不同元素之间的性质差异。
例如，同一主族的元素通常具有相似的化学性质，而同一周期的元素则具有相似的物理性质。
通过观察元素周期表，可以更好地理解不同元素之间的共面问题。
2. 掌握化学方程式的配平技巧：在解决共面问题时，需要掌握化学方程式的配平技巧。
配平化学方程式需要根据反应物和生成物之间的化学式，计算出反应物和生成物之间的系数差，从而得到反应式。
通过配平化学方程式，可以更好地理解物质之间的共面问题。
3. 掌握化学反应的规律：解决共面问题时，还需要掌握化学反应的规律。
例如，同一主族的元素通常具有相似的化学性质，而同一周期的元素则具有相似的物理性质。
通过掌握化学反应的规律，可以更好地理解不同元素之间的共面问题。
4. 运用空间想象：解决共面问题时，需要运用空间想象。
例如，在推断题中，需要根据已知条件推断未知物质的性质。
通过空间想象，可以更好地理解物质之间的共面问题。
总之，解决共面问题需要掌握一定的技巧和方法，需要通过大量的练习和实践，逐渐提高解决问题的能力。
有机分子里原子的共线共面问题以及几种图谱课件
量子化学计算方法
量子化学计算方法可以模拟有机分子的电子 结构和化学反应，未来可以通过发展更高效 的量子化学计算方法，更准确地预测有机分 子的共线共面问题。
实验研究的前景
要点一
单分子实验技术
单分子实验技术可以实时观测有机分子的几何结构和电子 状态，未来可以通过改进单分子实验技术，更准确地测量 有机分子的共线共面问题。
要点二
谱学分析技术
谱学分析技术可以解析有机分子的电子结构和化学反应， 未来可以通过发展新的谱学分析技术，更深入地理解有机 分子的共线共面问题。
计算机模拟研究的前景
分子动力学模拟
分子动力学模拟可以模拟有机分子的运动和化学反应 ，未来可以通过改进分子动力学模拟方法，更准确地 预测有机分子的共线共面问题。
实验测定方法
X射线晶体学分析
通过X射线晶体学分析，测 定分子的空间结构和原子 间的键长、键角等参数。
电子显微镜观测
利用电子显微镜观测分子 在空间中的排列和原子的 共线共面情况。
核磁共振谱测定
通过核磁共振谱测定，分 析分子中氢原子在空间中 的分布和排列情况。
计算机模拟方法
分子动力学模拟
利用分子动力学模拟软件，模拟分子的运动和原子的共线共面排 列。
03
大于双键数目。
分子构型与分子构象
分子构型是指分子中 各个原子之间的连接 方式。
分子构型和构象是决 定有机物性质的重要 因素之一。
分子构象是指分子中 各个原子在空间中的 排布方式。
02
CATALOGUE
几种图谱课件
分子结构图谱
总ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ词
分子结构图谱是表示分子立体结构的图谱，可以展示分子的原子排列和键合方 式。
简单有机物中原子共线、共面问题
简单有机物中原子共线、共面问题1．抓牢“三个”基本结构
甲烷分子中所有原子一定不共平面，最多有3个原子处在一个平
面上，若用其他原子代替其中的任何氢原子，所得有机物中所有
原子一定不共平面，如CH3Cl分子中所有原子不在一个平面上
乙烯分子中所有原子一定共平面，若用其他原子代替其中的任何
氢原子，所得有机物中所有原子仍然共平面，如CH2==CHCl分子
中所有原子共平面
苯分子中所有原子一定共平面，若用其他原子代替其中的任何氢
原子，所得有机物中的所有原子也仍然共平面，如溴苯()
分子中所有原子共平面
2.把握“三步”解题策略
3．单键旋转思想
有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等均可绕键轴旋转。
但是双键和三键不能绕轴旋转，对原子的空间结构具有“定格”作用。
1．甲苯分子中至少有几个原子可以共平面？最多有几个原子可以共平面？
答案1213
解析如图，甲苯中的7个碳原子(苯环上的6个碳原子和甲基上的一个碳原子)、5个氢原子(苯环上的5个氢原子)，这12个原子一定共平面。
此外甲基上1个氢原子(①H、②C、③C构成三角形)也可以转到这个平面上，其余两个氢原子分布在平面两侧，故甲苯分子中最多可能有13个原子共平面。
2．CH3CH==CH—C≡CH分子中最多有几个原子在同一条直线上？最多有几个原子共面？答案49
解析可以将该分子展开，此分子包含一个乙烯型结构、一个乙炔型结构(如图)，
其中①C、②C、③C、④H 4个原子一定在一条直线上。
该分子中至少8个原子在同一平面上。
由于碳碳单键可以绕键轴旋转，—CH3中有一个氢原子可以进入该平面，故该分子中最多有9个原子共平面。
有机物分子中原子共线、共面问题(带答案)
有机物分子中原子共线、共面问题(带答案)有机物分子中原子共线、共面问题为了判断有机物分子中的原子是否共线共面，我们需要先熟记五类分子的空间构型，包括6点共面、4点共线（面）、12点共面、平面结构和正四面体。
然后将这些构型从简单的分子中衍变至复杂的有机物中，以判断原子是否共线共面。
举个例子，我们可以通过旋转来判断原子是否共面。
单键是可旋转的，而双键和三键则不可。
如果直线结构中有两个原子与平面结构共用，则直线在这个平面上。
如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合，但可能重合。
如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。
在分析直线、平面和立体连接的大分子时，我们需要注意两点。
首先，我们需要观察大分子的结构，找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将它们的分子构型知识迁移过来。
其次，苯环以单键连接在6号不饱和碳原子上，不管单键如何旋转，8号和9号碳原子总是处于乙烯平面上。
练题：1.描述CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构的叙述中，正确的是（BC）。
A。
6个碳原子有可能都在一条直线上B。
6个碳原子不可能都在一条直线上C。
6个碳原子有可能都在同一平面上D。
6个碳原子不可能都在同一平面上2.下列有机化合物分子中的所有碳原子不可能处于同一平面的是（D）。
3.在分子中，处于同一平面上的原子数最多可能是（D）。
A。
12个B。
14个C。
18个D。
20个4.在分子中，处于同一平面上碳原子数最少是（A）。
A。
CH3-CH3B。
C-CH3C。
CH2-C-CH3D。
CH3-CH2C。
有机物分子共面问题
有机物分子共面有机物分子中原子共平面问题的解决方法是由简单到复杂。
首先要掌握以下几种最 简单有机物的空间构型（依据：单键(C-C 、C-H 、C-O)可以旋转，而双、三键不能旋转）： ①甲烷(CH 4)是正四面体结构，任意3个原子共平面凡是C 原子与其他四个原子形成共价单键时，空间结构为四面体结构；结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子不再共面②乙烯(CH 2CH 2)分子是平面结构，2个C 、4个H ，所有原子共平面当乙烯分子中某氢原子被其他原子或原子团取代时，则代替该氢原子的原子一定在乙烯的平面内；结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面；需要注意的是：C=C 不能转动，而C-H 键可以转动③乙炔(C C H H )分子是直线型结构，4个原子都在同一直线上当乙炔分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定和乙炔分子的其他原子共线；结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共线；C≡C 不能转动，而C-H 键可以转动④苯()分子是平面正六边形结构，6个C 、6个H ，所有原子共平面当苯分子中的一个氢原子被其他原子或原子团取代时，代替该氢原子的原子一定在苯分子所在平面内；结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面⑤甲醛(C H H O)分子是平面结构，4个原子都在同一平面结构不同的基团连接后原子共面分析1. 直线与平面连接：直线结构中如果有2个原子（或者一个共价键）与一个平面结构共用，则直线在这个平面上。
如CH 2=CH-C≡CH ，其空间结构为 ，中间两个碳原子既在乙烯平面上，又在乙炔直线上，所以直线在平面上，所有原子共平面2.平面与平面连接：如果两个平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，两个平面不一定重合，但可能重合。
如苯乙烯分子 中共平面原子至少12个，最多16个3．平面与立体连接：如果甲基与平面结构通过单键相连，则由于单键的旋转性，甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。
4、原子共平面问
7
。
。
5 属于乙酸乙酯的同系物的是 12
。
规律总结 “四同概念”比较 比较 概念 定义 分子式 结构 电子层 结构相 同，原 子核结 构不同 性质 物理性质不 同，化学性 质几乎相同
质子数相同, 元素符号 中子数不同 表示式不 同位素 的同一种元 同,如1 H、 2 素的不同原 1 H、 1 H 3 子 1
OH OHOH
－CH2OH
7、CH3CH2CCH2CH3
CH2
－COOCH3
9、
10、COOCH3
COOCH3
11、CH2=CHCOOCH2CH3 12、(CH3)2CHCOOCH(CH3)2
属于芳香族化合物的是 1、3、4、8、9 1、3、4 属于芳香烃的是 。
。
属于苯的同系物的是
3
。
属于乙烯的同系物的是 属于乙醇的同系物的是
一、原子共平面问题
• 几种基本结构模型
空间构型 结构特点
任意三个原子共平面，所有 原子不可能共平面，单键可 旋转 6个原子共平面，双键不能 旋转
4个原子在同一直线上，三 键不能旋转 12个原子共平面
甲烷 乙烯
乙炔 苯
正四面体
平面 三角 直线型
平面正 六边形
原子共平面问题 • 复杂分子实际上是由这几个基本结构单元 按一定的组合方式构成的，在基本结构单 元之间结合的时候，注意单键是可以旋转 的，而双键和三键不能旋转，另外注意问 题的条件是“所有碳原子”还是“所有原 子”、是“一定”还是“可能”共平面。
不一定coh6chohohoh7ch12四同概念比较规律总结比较概念定义分子式结构性质同位素质子数相同中子数不同的同一种元素的不同原元素符号表示式不电子层结构相构不同物理性质不同化学性质几乎相同同素异形同种元素形成的不同单质元素符号相同分子式大多数不同结构不同物理性质不同化学性质基本相同同系结构相似分子组成相差1个或若干个ch原子团的有机物分子式不有相同的通式相似物理性质不同化学性质相似同分异构分子式相同结构不同的化相同不同物理性质不同化学性质不一定相同例
原子共线、共面问题
在有机化学学习中，常常遇到这样一类问题，即判断某有机物中原子的共线或共面问题。
处理这样的问题除了具备一定的化学知识外，还应注意化学与数学的结合，运用所学的立体几何知识，凭借简单分子作母体模型来解决相关问题。
以母体模型为基准，注意基团之间的连接方式，即价键的连接方式，从而作出判断。
我们需要掌握烃类中甲烷、乙烯、乙炔、苯四种分子的空间构型，以其为母体模型并将其从结构上衍变至复杂有机物，便能准确判断原子是否共线、共面。