有机物的同分异构体

智能考点有机物的同分异构体

一、有机物的同分异构体

1. 同分异构体的概念

化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。

同系物、同分异构体、同素异形体和同位素的比较

概念同系物同分异构体同素异形体同位素

研究范围有机物化合物单质原子

限制条件结构相似分子式相同同一元素质子数相同组成相差

CH2原子团

结构不同性质不同中子数不同

注意：

①分子式相同则相对分子质量必然相同，但相对分子质量相同而分子式不一定相同。如：H3PO4与H2SO4、C2H6O与CH2O2的相对分子质量相同，但分子式不同。最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如：HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6的最简式相同，但分子式不同。

②分子结构不同是由分子里原子或原子团的排列方式不同而引起的，如：CH3CH2OH和CH3OCH3、CH3CH2CHO和CH3COCH3等。

③同分异构现象在有机化合物中广泛存在，既存在于同类有机物中，又存在于某些不同类有机物中，如：CH3CH2 CH2 CH2CH3、CH3CH2 CH（CH3）CH3、C（CH3）4；CH3COOH、HCOOCH3。同分异构现象在某些无机化合物中也存在，如：CO(NH2)2与NH4OCN、HOCN（氰酸）和HNCO（异氰酸）。

④化合物的分子组成、分子结构越简单，同分异构现象越弱。反之，化合物的分子组成、分子结构越复杂，同分异构现象越强。如甲烷、乙烷、丙烷等均无同分异构现象，而丁烷、戊烷的同分异构体分别为2种、3种。

⑤同分异构体之间的化学性质可能相同也可能不同，但它们的物理性质一定不同。各同分异构体中，分子里支链越多，熔沸点一般越低。

2．同分异构体的类型

①碳链异构：指的是分子中碳原子的排列顺序不同而产生的同分异构体。如：所有烷烃异构都属于碳链异构。

②位置异构：指的是分子中官能团（包括双键、叁键或侧链在苯环上）位置不同而产生的同分异构。如：1-丁烯与2-丁烯；1-丙醇与2-丙醇；邻二甲苯、间二甲苯与对二甲苯。

③官能团异构：指的是分子中官能团不同而分属不同类物质的异构体。常见的如：碳原子数相同的烯烃与环烷烃；炔烃与二烯烃、环烯；醇与醚、；醛与酮、烯醇、环醚、环醇；羧酸与酯、羟基醛；酚与芳香醇、芳香醚；硝基烷与氨基酸等。

3. 同分异构体的书写方法 ①列出有机物的分子式。

②根据分子式找出符合的通式，由通式初步确定该化合物为烷烃、；烯烃或环烷烃、；炔

烃、二烯烃或环烯烃；芳香烃及烃的衍生物等。

③书写顺序：先写碳链异构，再写位置异构，最后写官能团异构。碳链异构的书写顺序应遵循：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排布由邻到间，后三句是指支链的大小、支链的移动及排布形式，或参考“成直链一线穿，从头摘、挂中间，往边排、不到端”的口诀书写，要注意思维有序，谨防重复和遗漏。 二、同分异构体的判断

1.等

判断有机物分子中有多少种等效氢。有机物分子中位置等同的氢原子叫等效氢，显然有

多少种等效氢，其一元取代物就有多少种。

（1）同一个碳上的氢原子是等效的。如：

分子中甲基上的3个氢原子，为等效氢原子。

（2）与同一碳原子相连的甲基上氢原子是等效的。如CH 4有一种等效氢，C （CH 3）4也只

有一种等效氢。

（3）同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子是等效的。如：

分子中，苯环所在的平面内有有两条互相垂直的对称轴，故有两类等效氢。

记住10个碳原子以内的烃，其一元取代产物只有一种的结构：①CH 4 ②CH 3CH 3 ③C （CH 3）

4 ④C（CH 3）3 C （CH 3）3。

苯环上一元取代产物只有一种的结构有：① ② 推广为：符合 类型结构的苯环上的一元取代产物只有一种。符合 类型结构的苯环上的一元取代产物为两种。

2.拉、翻、转

“拉”即为拉直，如： 可将其拉直为：

CH 3—CH 2—C —CH 2—CH 2—CH 3，又可转为CH 3—CH 2—C —CH 2—CH 2—CH 3，还可以翻转为：

CH 3—CH 2—CH 2—C —CH 2—CH 3 ，上述结构皆属于同一种物质。

3.换（换元法）

即改变一个观察的对象。如：二氯苯有3种结构，则四氯苯也有3种结构。这是当我们

考虑C 6H 4Cl 2中两个Cl 的相对位置为邻、间、对3种结构时，再考虑C 6H 2Cl 4的同分异构体种数，

CH 3

X X X

Y CH 2—CH 3

COOCH 3 CH 2—COOH

可以看两个H 的相对位置也同样为邻、间、对3种结构。

换元法是一种技巧，因此必须在一定情况下才能使用。设烃的分子式为C x H y ，如果C x H y-a Cl a

与C x H y-b Cl b 的同分异构体种数相同，则必须满足a+b=y 的条件。

4.反

即将R —COOH 反过来写成甲酸的酯HCOOR ，将RCOOR′反过来写成为另一种酸和另一种醇

形成的酯R′COOR。

5.抽

即抽出某个原子或和某个原子团与另一原子相连形成新的基团。如：将羧基—COOH 中的

O 抽出，与烃基的H 组成—OH ，余下部分组成醛基—CHO ，所以碳原子数目相同的饱和一元羧

酸与羟基醛互为官能团异构。

6.插

即将抽出来的原子或原子团插到另一原子残基团之间，抽和插是联系在一起的。如：将 抽出一个O 插在苯环的C —H 之间就形成—OH ，即 ,将CH 3—抽出一个—CH 2—，插在苯环和—COOH 之间就成为

OH

。 实际上在判断有机物同分异构体种数时，这几个字是要综合使用的。如

属于酯类的同分异构体有6种。即将CH 3—O —上的O 抽出插在醛基和苯基之间就成为甲酸的

酯：

；—CH 3又可以在苯环上转动（邻、间、对位）得3种；将—CH 3抽出一个—CH 2—，插在—OOCH 中的—C —H 键之间成为 ；将—OOCCH 3反过来写就成为 ；一共有6种。

另外记住常见烷基的种数和苯的同系物一元取代物的种数，可以快速判断某些同分异构

体的种数。如丙基有2种；丁基有4种；那么C 4H 9Cl 、C 4H 9OH 、C 4H 9CHO 、C 4H 9COOH 等的同分异

构体就相当于丁基（C 4H 9—）上连接—Cl 、—OH 、—CHO 、—COOH 等，它们的同分异构体数目

都是4种。再如：二甲苯中苯环上的一元取代物，邻二甲苯有2种；间二甲苯有3种；对二

甲苯有1种，因此C 8H 10苯环上的一元取代物共有6种。

三、有机物的命名

有机物的命名法要求必须反映分子结构，使我们根据一个名称就能写出它的结构式，或

者根据一个结构式就能叫出它的名称。

烷烃命名法是有机物命名法的基础，常用习惯命名法和系统命名法。

1．习惯命名法

通常把烷烃命名为“某烷”。“某”是指烷烃中碳原子的数目，一到十依次用甲、乙、

丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示。如CH 4命名为甲烷、CH 3CH 3命名为乙烷、CH 3CH 2CH 3

命名为丙烷，依次类推。自十一起用汉字数字表示，如C 12H 26命名为十二烷。 COOH

CHO CHO

CH 3—O — OOCH OOCCH 3