有机物共面共线
高中化学选修 有机物共面共线 课件
高中化学选修有机物共面共线课件一、课程引入在我们的日常生活中，有机物无处不在，从我们吃的食物，穿的衣服，到使用的各种材料，都包含着有机物。
而要深入理解有机物的结构和性质，就需要掌握有机物分子中原子的共面共线问题。
这不仅是高中化学的重要知识点，也是进一步学习有机化学的基础。
二、共面共线的基本概念（一）共面当多个原子处于同一个平面时，我们就说这些原子共面。
（二）共线如果几个原子在同一条直线上，那么称这些原子共线。
三、常见有机物分子的共面共线分析（一）甲烷（CH₄）甲烷分子的空间构型是正四面体，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子位于正四面体的四个顶点。
因此，甲烷分子中最多只有三个原子共面，不存在共线的情况。
（二）乙烯（C₂H₄）乙烯分子的结构为平面结构，两个碳原子和四个氢原子都在同一平面上。
其中，碳碳双键不能旋转，所以乙烯分子中所有原子共面。
（三）乙炔（C₂H₂）乙炔分子的结构为直线型，碳碳三键在同一条直线上，两个碳原子和两个氢原子都在这条直线上，所以乙炔分子中所有原子共线。
（四）苯（C₆H₆）苯分子的结构是平面正六边形，六个碳原子和六个氢原子都在同一平面上。
四、判断有机物分子共面共线的方法（一）单键旋转法碳碳单键可以绕轴旋转，而双键和三键不能旋转。
通过单键的旋转，可以改变原子的相对位置，从而判断共面共线情况。
（二）替代法将复杂的有机物分子中的某些原子或基团用简单的原子或基团替代，简化结构后进行判断。
（三）结构分析法根据有机物分子的结构特点，如平面结构、直线结构等，分析原子的共面共线情况。
五、典型例题分析例 1：判断甲苯（）分子中最多有多少个原子共面？甲苯可以看作是苯环上的一个氢原子被甲基取代。
苯环上的 12 个原子共面，甲基中的碳原子与苯环直接相连，一定在苯环所在的平面上，而甲基上的氢原子最多有一个与苯环共面。
所以甲苯分子中最多有 13 个原子共面。
例 2：判断分子中所有原子是否共面？该分子中存在碳碳双键，所以与双键直接相连的原子都在同一平面上。
有机物分子共线共面完整问题
有机物分子共线、共面问题分子内原子共线、共面的判定，仅为一维、二维想象，但存在线面、面面的交叉，所以有一定的难度。
一、几个特殊分子的空间构型1.常见分子的空间构型：①CH4分子为正四面体结构，其分子最多有3个原子共处同一平面。
甲烷型：正四面体结构，4个C—H健不在同一平面上凡是碳原子与4个原子形成4个共价键时，空间结构都是正四面体结构以及烷烃的空间构型5个原子中最多有3个原子共平面。
四乙烯基甲烷最多多少原子共面最多有11个原子共面。
见图，C-C单键旋转后，能使得中间的5个C原子共面，且使得6个H原子与这5个碳共面，共有11个原子共面。
②乙烯分子中所有原子共平面。
乙烯型：平面结构。
六个原子均在同一平面上凡是位于乙烯结构上的六个原子共平面③乙炔分子中所有原子共直线。
更共面乙炔型：直线型结构。
四个原子在同一条直线上凡是位于乙炔结构上的四个原子共直线。
④苯分子中所有原子共平面。
苯型：平面正六边形结构。
六个碳原子和六个氢原子共平面凡是位于苯环上的12个原子共平面。
⑤H—CHO分子中所有原子共平面。
（1）熟记四类空间构型中学有机化学空间结构问题的基石是甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构。
（2）理解三键三角三键：C—C键可以旋转，而C=C键、C≡C键不能旋转。
三角：甲烷中的C—H键之间的夹角为109°28′，乙烯和苯环中的C—H键之间的夹角为120°，乙炔中的C—H 键之间的夹角为180°。
2.单键的转动思想有机物分子中的单键，包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等可转动。
二、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。
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。
有机物共线共面问题的判断技巧
有机物共线共面问题的判断技巧一、共线与共面基本概念在有机化学中，共线与共面问题是指分子中的原子或基团是否处于同一平面或直线上。
共线问题主要涉及碳碳三键和苯环中的原子共线问题，而共面问题则更加复杂，涉及到多种因素。
二、判断原则和方法判断有机物分子中的原子是否共面或共线，需要遵循以下原则和方法：1.烷烃分子中C原子周围最多有3个H原子与其共平面。
2.含有苯环的有机物分子中，与苯环直接相连的原子一定与苯环共平面。
3.含有碳碳双键或碳碳叁键的有机物分子中，与双键或叁键碳原子直接相连的原子一定与双键或叁键共平面。
4.含有-C=O的有机物分子中，与氧原子直接相连的原子与C=O共平面。
5.某些取代基中有苯环、碳碳双键或碳碳叁键等结构时，可能影响到整个分子中的原子共平面。
6.利用空间几何关系，判断原子是否共平面或共直线。
三、常见有机物的共线与共面问题实例分析1.丙炔中的C≡C键和甲基中的C-C键的C原子周围最多有2个H原子与其共平面。
2.苯酚分子中的苯环上的所有原子共平面，-OH基处于该平面上，故该分子最多有14个原子共平面。
3.氯乙烯和苯乙烯中的双键碳原子周围最多有4个H原子与其共平面。
4.甲醛分子中的C=O双键和C原子周围最多有2个H原子与其共平面。
5.含有苯环的有机物分子中，如果苯环上含有甲基等取代基，则取代基中的H原子最多有3个与其共平面。
6.含有-CN基的有机物分子中，与氮原子直接相连的原子可能为2个或3个与其共平面。
7.含有-CH=CH-结构的有机物分子中，如果存在π-π共轭，则与碳碳双键碳原子直接相连的原子可能为4个与其共平面。
8.含有-C≡C-结构的有机物分子中，如果存在π-π共轭，则与碳碳叁键碳原子直接相连的原子可能为2个与其共直线。
9.含有-OH基的有机物分子中，如果存在氢键，则与氧原子直接相连的原子可能为3个与其共直线。
10.含有苯环的有机物分子中，如果存在硝基等取代基，则硝基中的氮原子的直线结构可能会影响整个分子中的原子共直线。
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) —C≡C—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。
有机物分子的共线和共面
有机物分子的共线和共面有机化合物不仅有一定的分子组成，还有一定的空间结构，其性质和结构也是紧密相关的。
有机物的结构，特别是分子中的原子共直线、共平面的问题，是高中化学的常考的内容之一。
这就要求我们在有机物的学习中，首先要掌握有机物分子的结构。
复杂分子一般都是由简单小分子组合而成的，因此，只要掌握一些典型有机物的空间结构，如常见的平面型分子和直线型分子，再运用数学上立体几何的有关知识，就可以解决有机化合物中原子共直线、共平面问题。
当然，多归纳，多思考，多比较也是必不可少的哦！大思路先看一下有机化合物的四种典型的空间结构：1．CH4型甲烷型空间正四面体结构，C原子位于正四面体中心，四个氢原子位于正四面体的顶点，C—H键之间的键角为109°28′，五个原子中最多有三个原子共平面。
2．CH2＝CH2型乙烯的结构式：，所有的六个原子在一个平面上，键角120°。
3．HC≡CH型乙炔的结构式为H—C≡C—H，四个原子处在同一直线上。
4．型苯分子为平面正六边型结构，位于苯环上的十二个原子共平面。
判断原子共平面、共直线问题时，要根据题中已给的结构简式并结合原子成键情况，以及双键、三键、苯环的空间构型画出一定共平面或一定共直线的部分，再结合碳碳单键可以旋转进行判断，判断时必须注意“一定”、“可能”等条件。
好啦，一起体验一下吧！体验1下列有机物分子中，所有原子一定在同一平面内的是（）A BC D体验思路：以碳原子和化学键为立足点，画出分子的空间结构。
体验过程：A项，苯分子为平面正六边形，所有原子一定在同一平面内。
B项，如右图，对于苯环，我们可以看作是甲基上的C2取代了苯环上的氢，那么包括甲基上的碳在内的已有12个原子在苯环决定的平面N中；对于甲基，我们可以看作苯基中的C1取代了甲烷上的一个氢原子。
则C1、C2和H1、H2、H3五个原子形成的四面体中，最多有3个原子共平面。
C项，对于苯环，可能看作是乙烯取代了苯环上的氢，则C2也在平面N中，对于乙烯基，可以看作是苯基取代了乙烯C2上的一个氢原子，则C1也在平面M中。
有机物共面、共线判断
1、基本的空间构型
（1） C4H4
H
109.5 。
H H
正四面体型分子， 三个原子共面
H
类似： CCl 4 、 SiH 4 、 SiF 4 注：如果一个分子中有一个饱和碳原子，则这个分子中的 所有原子就不可能共面。 （2） C2H4
H C H
X W C Y C Z H
H C
120 。
平面型分子， 六个原子共面
H
H C O
类似: （3） C2H2 类似:
H
180 。HC NhomakorabeaC
N`
C
H
直线型分子，四个原子共面
H
（4） 苯 C6H6
H
H
120 。
H H H
正六边形分子，12个原子共 面,4个原子共线
2、数学支持
（1）线与面：如果一条直线的两点在同一平面内，那么此 直 线也在这一平面内 （2）线与线：如果一条直线的两点在另外一条直线上，则 这 两条直线重合 （3）面与面：如果某条直线的两点既在平面α内，又在平面 β内，则平面α 与平面β可能相交，也可能重合
(完整版)有机物共面、共线问题总结(含习题答案)
有机物分子中原子共线、共面问题一.熟记五类分子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点共面掌握上述几种分子的空间构型，以其为母体并将其从结构上衍变至复杂有机物中判断原子是否共线共面。
二、比较重要的是需要记住-------共线必共面以下几个基本规律：单键是可旋转的，是造成有机物原子不在同一平面上最主要的原因1. 结构中每出现一个饱和碳原子，则整个分子不再共面。
2. 结构中每出现一个碳碳双键，至少有6个原子共面；3. 结构中每出现一个碳碳三键，至少有4个原子共线；4. 结构中每出现一个苯环，至少有12个原子共面三、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。
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。
如丙烯分子中，共面原子至少6个，最多7个。
4．直线、平面与立体连接：如图所示的大分子中共平面原子至少12个，最多19个。
分析时要注意两点：①观察大分子的结构，先找出甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的“影子”，再将甲烷“正四面体”、乙烯“平面型”、乙炔“直线形”和苯“平面型”等分子构型知识迁移过来即可；②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。
不要忽视8号碳原子对位上的9号碳原子也共面。
有机物原子共面共线口诀
有机物原子共面共线口诀有机物是指含有碳元素的化合物，它们的结构复杂多样，但是它们的原子排列方式却有一些规律可循。
其中，有机物原子共面共线是一种常见的排列方式，下面就为大家介绍一些有机物原子共面共线的口诀。
一、烷基共面共线口诀烷基是指由碳和氢组成的基团，它们的原子排列方式有一定的规律。
烷基共面共线口诀如下：“一二三，四五六，七八九，十十一。
”这个口诀的意思是，烷基中的第1、2、3个碳原子共面共线，第4、5、6个碳原子共面共线，第7、8、9个碳原子共面共线，第10、11个碳原子共面共线。
这个口诀可以帮助我们快速地理解烷基的结构，从而更好地理解有机物的性质和反应。
二、苯环共面共线口诀苯环是指由6个碳原子组成的环状结构，它们的原子排列方式也有一定的规律。
苯环共面共线口诀如下：“三角形，平行线，相邻两个，垂直面。
”这个口诀的意思是，苯环中的6个碳原子排列成一个三角形，相邻的两个碳原子之间有一条平行线，相邻的两个碳原子之间的平面垂直于苯环的平面。
这个口诀可以帮助我们快速地理解苯环的结构，从而更好地理解苯环的性质和反应。
三、烯烃共面共线口诀烯烃是指含有碳碳双键的有机物，它们的原子排列方式也有一定的规律。
烯烃共面共线口诀如下：“双键在，共面行。
”这个口诀的意思是，烯烃中的碳碳双键会使得相邻的碳原子共面共线。
这个口诀可以帮助我们快速地理解烯烃的结构，从而更好地理解烯烃的性质和反应。
总之，有机物原子共面共线是有机化学中的一个重要概念，它涉及到有机物的结构、性质和反应等方面。
通过掌握一些口诀，我们可以更好地理解有机物的结构和性质，从而更好地应用有机化学知识。
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有机物的共面共线2013.2
精选.
1
一、甲烷的正四面体结构： 甲烷分子中有且只有三原子共面
精选.
2
乙烷的结构
精选.
3
丙烷的结构
精选.
4
戊烷模型
精选.
5
二、乙烯的平面结构
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。
精选.
6
三、乙炔的直线结构
精选.
11
例2：观察以下有机物结构
CH3
CH2CH3
(1) C = C
H
H
(2) H--C≡CCH2CH3
(3)
—C≡C—CH=CF2
思考：（1）至少有几个碳原子共面？
（2）最多有几个精碳选. 原子共面？
12
▪ 例3．对于CH3—CH=CH—C≡C—CF3分子 结构的描述
▪ (1)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同一平面上 ▪ (D)6个碳原子不可能都在同一平面上 ▪ (2)一定在同一直线上的碳原子个数为______。 ▪ (3)位于同一平面内的原子数最多有______个。
精选.
15Biblioteka 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。
精选.
7
四、苯的平面结构 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。
精选.
8
—C—
四面体型
Sp3杂化
—C≡C—
直线型
sp杂化
平面型
sp2杂化
平面型
sp2杂化
精选.
9
[例1]：描述
结构的下列叙述中，正确的是（ B D ） A.除苯环外的其余碳原子有可能都在同一条直线上 B.除苯环外的其余碳原子不可能都在一条直线上 C.12个碳原子不可能都在同一个平面上 D.12个碳原子有可能都在同一个平面上
精选.
10
解析：判断原子共平面、共直线问题时，要根据 题中已给的结构简式结合原子成键情况，及双键、 三键、苯环的空间构型画出一定共平面或一定共直 线的部分，再结合碳碳单键可以旋转进行判断，判 断时必须注意“一定”、“可能”等条件要求。
精选.
13
▪ 2．(1)下列有机分子中，所有的原子不可能 处于同一平面的是 ( D )
▪ A.CH≡CH—CN B.CH2=CH—CH=CH2
▪ C.
D.
(2)上述分子中所有原子一定处于同一平面的是 ( A)
精选.
14
▪ 3.下列有机物分子中所有原子一定在同一平
面内的是( AD )
▪ 图3
图4
▪ 4.如上图4所示分子中14个碳原子不可能处在 同一平面上的是( BD )