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。如苯乙烯分子中共平面原子至少12个,最多16个。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。16个原子再如:中11个碳原子,萘环上的6个氢原子共17个原子共面。亚甲基上的两个氢原子分别位于平面的两侧(甲烷型①C②C③C构成三角形)。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。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。故甲苯分子中最少12个,最多有可能是13个原子共面。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,三、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5.正四面体结构:甲烷平面结构:乙烯、苯、萘()、蒽、甲醛()直线结构:乙炔与饱和碳(CH4型)直接相连的原子既不共线也不共面。与或或或直接相连的原子共面。与—C≡C—直接相连的原子共线。碳碳单键可任意旋转,而双键或三键均不能旋转。例题:OH—C—H╲╱╱╲C=C1、丙烷中最多有3个碳原子共面,最多有5个原子共面。2、①丙烯中有3个C原子共面和3个H原子一定共面。丙烯中至少有3个C原子共面和3个H原子共面。丙烯中最多有3个C原子共面和4个H原子共面。丙烯中可能有3个C原子共面和4个H原子共面。②2,3—二甲基—2—丁烯至少有6个原子共面,最多有10个原子共面。③右上图的二烯烃至少有6个C原子共面,最多有10个C原子共面。至少有6个原子共面,最多有16个原子共面。3、甲苯有12个原子一定共面,最多有13个原子共面。4、丙炔有4个原子一定共线,最多有5个原子共面。5、①下图该有机物有4个原子一定在一条直线上,至少有8个原子共面,最多有9个原子共面。CH3-CH2—CH=C(C2H5)-C≡CH中含四面体结构的碳原子数为4,在同一直线上的碳原子数最多为3,一定在同一平面内的碳原子数为6,最少共面的原子数为8,最多共面的原子数为12。C=CCH3╲CH3╱H3C╱╲H3CC=C╲CH3╱╱H3CC=CCH3╲CH3╱H3C╱H3C╲③CH3--CH=CH-C≡C-CH3分子中,处于同一平面上的原子数最多可能是20个。【练习】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)结构中出现饱和碳原子,则整个分子不再共面A.CH2=CH-CNB.CH2=CH-CH=CH2C.-CH=CH2D.CH2=C-CH=CH2CH32、描述CH3-CH=CH-C≡C-CF3分子结构的下列叙述中,正确的是(B)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个碳原子一定都在同一平面上D.6个碳原子不可能都在同一平面上该分子结构中至少可以有8个原子在同一个平面?最多可以有10个原子在同一个平面?3、甲烷分子中四个氢原子都可以被取代。若甲烷分子中的四个氢被苯基取代,则可得到的分子如下图,对该分子的描述,不正确的是(B)A.分子式为C25H20B.所有碳原子都在同一平面上(中心碳原子甲烷型)C.此物质属于芳香烃D.此分子最多有13个碳原子在一个平面上(提示:有可能两个苯和一个中心碳原子,共一个平面。)4、六苯乙烷为白色固体,其结构表示如图:下列有关说法中不正确的是(C)A.它是一种芳香烃,易溶于乙醚中B.它的分子式为C38H30,是非极性分子C.它的一氯代物只有一种D.在同一平面上的原子最多有14个复习过程中除了对球棍模型、比例模型加强认识外,还要注意不同分子结构之间的联系之处。复习中要注意将有机物结构跟无机物结构联系起来,如高考中经常考到的水分子、水合氢离子、氨分子、铵离子、甲烷分子、白磷分子等之间都可找到联系。请看下图: