资源简介

第2讲
有机物的同分异构和命名





模块名称
课程目标
模块1
同分异构书写
①掌握有机化合物的同分异构现象；
②掌握同分异构体的书写技巧．
模块2
有机物的命名
①掌握有机物的命名——习惯命名法；
②掌握有机物的命名——系统命名法；
③掌握同系物、同分异构体、同位素、同素异形体的比较




1041400209550模块1 同分异构书写
模块1 同分异构书写

1042670218440模块2 有机物的命名
模块2 有机物的命名
















模块1：同分异构书写
模块1：同分异构书写

一.有机化合物的同分异构现象
a.定义：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象叫同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
b.两化合物互为同分异构体的必备条件有二：
（1）两化合物的分子式应相同。
（2）两化合物的结构应不同（如碳链骨架不同、官能团的位置不同、官能团的种类不同等）。
c.中学阶段必须掌握的异构方式有三种，即碳链异构、位置异构和官能团异构。
常见同分异构现象及形成途径
异构方式
形成途径
示例
碳链异构
碳链骨架不同而产生的异构
1120140-8890CH3—CH—CH3
CH3
CH3—CH—CH3
CH3
CH3CH2CH2CH3与
位置异构
官能团位置不同而产生的异构
CH2＝CHCH2CH3与CH3—CH=CH—CH3
官能团异构
官能团种类不同而产生的异构
9258303175CH3—C—CH3
O
CH3—C—CH3
O
CH3CH2CHO与
d．此外有机物还具有立体异构现象。常见的立体异构有顺反异构和对映异构。
（1）顺反异构。
2882900400050 当有机物分子中含有碳碳双键且每个双键碳原子所连的另外两个原子或基团不同时，就存在顺反异构现象。如2-丁烯存在顺反异构体。

（2）对映异构。
当有机物分子中的饱和碳原子连接着4个不同的原子或原子团时。就可能存在对映异构现象。
535940-2540CH3—CH—COOH
OH
CH3—CH—COOH
OH
如乳酸（ ）有如下两种对映异构体：
488950100330


二．同分异构体的书写技巧
a.同分异构体数目的判断方法
（1）基元法:如丁基有4种结构，则丁醇(C4H9—OH)、一氯丁烷(C4H9—Cl)、戊醛(C4H9—CHO)、戊酸(C4H9—COOH)等都有4种同分异构体(均指同类有机物)。
（2）换元法:如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，则四氯苯(C6H2Cl4)也有3种同分异构体；如CH4的一氯代物只有1种，则新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。
（3）等效氢法(又称对称法)
①同一碳原子上所连接的氢原子是等效的，如CH4分子中的4个氢原子是等效的。
②同一碳原子上所连接的甲基上的氢原子是等效的，如新戊烷，其4个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如分子中的18个氢原子是等效的。烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代物就有几种同分异构体。
（4）定一移一法:对于二元取代物的同分异构体的判定，可固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。
12700635:熟练掌握碳原子数小于7的烷烃和碳原子数小于5的烷基的异构体数目，这对同分异构体的辨认与书写十分重要。
即CH4、C2H6、C3H8、—CH3、—C2H5仅有1种结构；C4H10，—C3H7有2种结构；—C4H9有4种结构（这也是高考中的热门烃基）；C5H12、C6H14、C7H16则依次有3种、5种、9种结构。
b．同分异构体的书写方法
（1）降碳对称法(适用于碳骨架异构，以C6H14为例)
①将分子写成直链形式：CH3CH2CH2CH2CH2CH3。
②从直链上去掉1个碳原子形成—CH3，依次连在剩余主链对称轴一侧的各个碳原子上，得到多种带有甲基且主链比原主链少一个碳原子的同分异构体。则得、两种同分异构体。
a．将—CH3连在主链对称轴的右侧与连在左侧的连接方式重复。
b．甲基不能连在链端，否则与直链形式重复。
③从主链上去掉2个碳原子形成取代基。
当2个碳原子形成2个甲基(—CH3)时，在主链上先定1个甲基，按照“对”“邻”“间”的位置依次移动另外1个甲基，注意不要重复。则得、两种同分异构体。
（2）取代法(适用于醇、卤代烃等)
先根据给定烷基的碳原子数，写出烷烃的同分异构体的碳骨架，再根据碳链的对称性，用其他原子或原子团取代碳链上的不同氢原子(即将官能团接到碳链上，接入时从端点的第一个碳原子开始)。如书写分子式为C5H12O的醇的同分异构体，如下图所示(图中数字即为—OH接入后的位置)。
（3）插入法(适用于烯烃、炔烃、酯、酮等)
先根据给定烷基的碳原子数，写出烷烃的同分异构体的碳骨架，再根据碳链的对称性，将官能团插入碳链中，最后用氢原子补足碳的4个价键。如书写分子式为 C5H10O 的酮的同分异构体，如下图所示。、、
此时“=O”不能连在链端C原子上，否则形成醛而不是酮。
c．同分异构体的书写规律
（1）烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复。具体规则如下：成直链，一条线；摘一碳，挂中间，往边移，不到端；摘二碳，成乙基，二甲基，同、邻、间。
（2）具有官能团的有机化合物，一般按碳链异构→位置异构→官能团异构逐一考虑，这样可避免重复和漏写。
熟练掌握官能团异构的有机物的类别。
①烯烃和环烷烃：通式CnH2n（n≥3）
②二烯烃、炔烃、环烯烃：通式CnH2n－2（n≥4）
③苯及苯的同系物与多烯烃：通式CnH2n－6（n≥6）
④饱和一元醇与饱和一元醚：通式CnH2n+2O（n≥2）
⑤饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇：通式CnH2nO（n≥3）
⑥饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟基醛：通式CnH2nO2（n≥2）
⑦酚、芳香醇、芳香醚：通式CnH2n－6O（n＞6）
⑧葡萄糖与果糖；蔗糖与麦芽糖
1069340195580NH2
NH2
⑨氨基酸R—CH—COOH与硝基化合物R—CH2CH2NO2
d.烷烃的同分异构体的书写是其他有机物的同分异构体书写的基础。
612140190500选择最长的碳链作主链
找出中心对称线
对称性原则
有序性原则
互补性原则
主链由长到短
支链由整到散
位置由心到边
排布由邻到间
两注意
三原则
四顺序
减碳对称法
选择最长的碳链作主链
找出中心对称线
对称性原则
有序性原则
互补性原则
主链由长到短
支链由整到散
位置由心到边
排布由邻到间
两注意
三原则
四顺序
减碳对称法
烷烃的同分异构体的书写方法一般采用“减碳对称法”，可概括为“两注意、三原则、四顺序”。图示如下：
5080020955 (1) 苯的同系物或苯的衍生物的同分异构体的书写可综合考虑苯环上基团的类别和个数以及基团在苯环上的位置，有序分析即可迅速写出其含苯环的同分异构体来。
(2)书写有机物的同分异构体的步骤是：首先考虑官能团异构，其次考虑碳链异构，最后考虑位置异构，同时遵循对称性、互补性、有序性原则，即可以无重复、无遗漏地写出所有的同分异构体来。
（3）如无特别说明，中学阶段不要求书写有机物的立体异构体。


例1
例1
相对分子质量为100的烷烃，主链上有5个碳原子的同分异构体有( )
A．3种　　 B．4种　　C．5种　　 D．6种
2301875711835—COOH
—COOH
3559175423545—COOH
—COOH
384492576835—COOH
—COOH
125158584455—R
—R
练1
练1
烷基取代苯 可以被KMnO4酸性溶液氧化生成 ，但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子没有C—H键，则不容易被氧化得到 。现有分子式是C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化为 的同分异构体有7种，其中的3种是：
398653028575—CH2CH(CH3)CH2CH3
—CH2CH(CH3)CH2CH3
27114515240—CH2CH2CH2CH2CH3
—CH2CH2CH2CH2CH3
212407538100—CH(CH3)CH2CH2CH3
—CH(CH3)CH2CH2CH3
， ， ，
请写出其他的4种结构简式：________、________、________、________。
例2
例2
结构不同的二甲基氯苯的数目有（ ）。
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
练2
练2
主链含有5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有（ ）。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
例3
例3
人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30多年时间弄清了象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下（括号内表示④的结构简式）：

以上四种信息素中互为同分异构体的是（ ）。
A．①和② B．①和③ C．③和④ D．②和④
练3
练3
无机物之间、无机物与有机物之间也存在着同分异构体，下列各组物质中。两者互为同分异构体的是（ ）。
①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O ②NH4CNO和CO(NH2)2
24885653810CH3—CH—CH2—CH2—CH3和CH3—CH—CH2—CH2
CH3
CH3
CH3—CH—CH2—CH2—CH3和CH3—CH—CH2—CH2
CH3
CH3
12407905715CH2—COOH
NH2
CH2—COOH
NH2
③CH3CH2NO2和 ④
A．①②③ B．②③ C．②③④ D．①②④
模块1：同分异构书写
模块1：同分异构书写

一.有机化合物的同分异构现象
a.定义：化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象叫同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
b.两化合物互为同分异构体的必备条件有二：
（1）两化合物的分子式应相同。
（2）两化合物的结构应不同（如碳链骨架不同、官能团的位置不同、官能团的种类不同等）。
c.中学阶段必须掌握的异构方式有三种，即碳链异构、位置异构和官能团异构。
常见同分异构现象及形成途径
异构方式
形成途径
示例
碳链异构
碳链骨架不同而产生的异构
1120140-8890CH3—CH—CH3
CH3
CH3—CH—CH3
CH3
CH3CH2CH2CH3与
位置异构
官能团位置不同而产生的异构
CH2＝CHCH2CH3与CH3—CH=CH—CH3
官能团异构
官能团种类不同而产生的异构
9258303175CH3—C—CH3
O
CH3—C—CH3
O
CH3CH2CHO与
d．此外有机物还具有立体异构现象。常见的立体异构有顺反异构和对映异构。
（1）顺反异构。
2882900400050 当有机物分子中含有碳碳双键且每个双键碳原子所连的另外两个原子或基团不同时，就存在顺反异构现象。如2-丁烯存在顺反异构体。

（2）对映异构。
当有机物分子中的饱和碳原子连接着4个不同的原子或原子团时。就可能存在对映异构现象。
535940-2540CH3—CH—COOH
OH
CH3—CH—COOH
OH
如乳酸（ ）有如下两种对映异构体：
488950100330


二．同分异构体的书写技巧
a.同分异构体数目的判断方法
（1）基元法:如丁基有4种结构，则丁醇(C4H9—OH)、一氯丁烷(C4H9—Cl)、戊醛(C4H9—CHO)、戊酸(C4H9—COOH)等都有4种同分异构体(均指同类有机物)。
（2）换元法:如二氯苯(C6H4Cl2)有3种同分异构体，则四氯苯(C6H2Cl4)也有3种同分异构体；如CH4的一氯代物只有1种，则新戊烷C(CH3)4的一氯代物也只有1种。
（3）等效氢法(又称对称法)
①同一碳原子上所连接的氢原子是等效的，如CH4分子中的4个氢原子是等效的。
②同一碳原子上所连接的甲基上的氢原子是等效的，如新戊烷，其4个甲基等效，各甲基上的氢原子完全等效，也就是说新戊烷分子中的12个氢原子是等效的。
③分子中处于镜面对称位置(相当于平面镜成像时，物与像的关系)上的氢原子是等效的。如分子中的18个氢原子是等效的。烃分子中等效氢原子有几种，则该烃一元取代物就有几种同分异构体。
（4）定一移一法:对于二元取代物的同分异构体的判定，可固定一个取代基的位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。
12700635:熟练掌握碳原子数小于7的烷烃和碳原子数小于5的烷基的异构体数目，这对同分异构体的辨认与书写十分重要。
即CH4、C2H6、C3H8、—CH3、—C2H5仅有1种结构；C4H10，—C3H7有2种结构；—C4H9有4种结构（这也是高考中的热门烃基）；C5H12、C6H14、C7H16则依次有3种、5种、9种结构。
b．同分异构体的书写方法
（1）降碳对称法(适用于碳骨架异构，以C6H14为例)
①将分子写成直链形式：CH3CH2CH2CH2CH2CH3。
②从直链上去掉1个碳原子形成—CH3，依次连在剩余主链对称轴一侧的各个碳原子上，得到多种带有甲基且主链比原主链少一个碳原子的同分异构体。则得、两种同分异构体。
a．将—CH3连在主链对称轴的右侧与连在左侧的连接方式重复。
b．甲基不能连在链端，否则与直链形式重复。
③从主链上去掉2个碳原子形成取代基。
当2个碳原子形成2个甲基(—CH3)时，在主链上先定1个甲基，按照“对”“邻”“间”的位置依次移动另外1个甲基，注意不要重复。则得、两种同分异构体。
（2）取代法(适用于醇、卤代烃等)
先根据给定烷基的碳原子数，写出烷烃的同分异构体的碳骨架，再根据碳链的对称性，用其他原子或原子团取代碳链上的不同氢原子(即将官能团接到碳链上，接入时从端点的第一个碳原子开始)。如书写分子式为C5H12O的醇的同分异构体，如下图所示(图中数字即为—OH接入后的位置)。
（3）插入法(适用于烯烃、炔烃、酯、酮等)
先根据给定烷基的碳原子数，写出烷烃的同分异构体的碳骨架，再根据碳链的对称性，将官能团插入碳链中，最后用氢原子补足碳的4个价键。如书写分子式为 C5H10O 的酮的同分异构体，如下图所示。、、
此时“=O”不能连在链端C原子上，否则形成醛而不是酮。
c．同分异构体的书写规律
（1）烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复。具体规则如下：成直链，一条线；摘一碳，挂中间，往边移，不到端；摘二碳，成乙基，二甲基，同、邻、间。
（2）具有官能团的有机化合物，一般按碳链异构→位置异构→官能团异构逐一考虑，这样可避免重复和漏写。
熟练掌握官能团异构的有机物的类别。
①烯烃和环烷烃：通式CnH2n（n≥3）
②二烯烃、炔烃、环烯烃：通式CnH2n－2（n≥4）
③苯及苯的同系物与多烯烃：通式CnH2n－6（n≥6）
④饱和一元醇与饱和一元醚：通式CnH2n+2O（n≥2）
⑤饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇：通式CnH2nO（n≥3）
⑥饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟基醛：通式CnH2nO2（n≥2）
⑦酚、芳香醇、芳香醚：通式CnH2n－6O（n＞6）
⑧葡萄糖与果糖；蔗糖与麦芽糖
1069340195580NH2
NH2
⑨氨基酸R—CH—COOH与硝基化合物R—CH2CH2NO2
d.烷烃的同分异构体的书写是其他有机物的同分异构体书写的基础。
612140190500选择最长的碳链作主链
找出中心对称线
对称性原则
有序性原则
互补性原则
主链由长到短
支链由整到散
位置由心到边
排布由邻到间
两注意
三原则
四顺序
减碳对称法
选择最长的碳链作主链
找出中心对称线
对称性原则
有序性原则
互补性原则
主链由长到短
支链由整到散
位置由心到边
排布由邻到间
两注意
三原则
四顺序
减碳对称法
烷烃的同分异构体的书写方法一般采用“减碳对称法”，可概括为“两注意、三原则、四顺序”。图示如下：
5080020955 (1) 苯的同系物或苯的衍生物的同分异构体的书写可综合考虑苯环上基团的类别和个数以及基团在苯环上的位置，有序分析即可迅速写出其含苯环的同分异构体来。
(2)书写有机物的同分异构体的步骤是：首先考虑官能团异构，其次考虑碳链异构，最后考虑位置异构，同时遵循对称性、互补性、有序性原则，即可以无重复、无遗漏地写出所有的同分异构体来。
（3）如无特别说明，中学阶段不要求书写有机物的立体异构体。


例1
例1
相对分子质量为100的烷烃，主链上有5个碳原子的同分异构体有( C )
A．3种　　 B．4种　　C．5种　　 D．6种
2301875711835—COOH
—COOH
3559175423545—COOH
—COOH
384492576835—COOH
—COOH
125158584455—R
—R
练1
练1
烷基取代苯 可以被KMnO4酸性溶液氧化生成 ，但若烷基R中直接与苯环连接的碳原子没有C—H键，则不容易被氧化得到 。现有分子式是C11H16的一烷基取代苯，已知它可以被氧化为 的同分异构体有7种，其中的3种是：
398653028575—CH2CH(CH3)CH2CH3
—CH2CH(CH3)CH2CH3
27114515240—CH2CH2CH2CH2CH3
—CH2CH2CH2CH2CH3
212407538100—CH(CH3)CH2CH2CH3
—CH(CH3)CH2CH2CH3
， ， ，
请写出其他的4种结构简式：________、________、________、________。
406400073660
例2
例2
结构不同的二甲基氯苯的数目有（ C ）。
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种
练2
练2
主链含有5个碳原子，有甲基、乙基2个支链的烷烃有（ A ）。
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
例3
例3
人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30多年时间弄清了象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下（括号内表示④的结构简式）：

以上四种信息素中互为同分异构体的是（ C ）。
A．①和② B．①和③ C．③和④ D．②和④
练3
练3
无机物之间、无机物与有机物之间也存在着同分异构体，下列各组物质中。两者互为同分异构体的是（ B ）。
①CuSO4·5H2O和CuSO4·3H2O ②NH4CNO和CO(NH2)2
24885653810CH3—CH—CH2—CH2—CH3和CH3—CH—CH2—CH2
CH3
CH3
CH3—CH—CH2—CH2—CH3和CH3—CH—CH2—CH2
CH3
CH3
12407905715CH2—COOH
NH2
CH2—COOH
NH2
③CH3CH2NO2和 ④
A．①②③ B．②③ C．②③④ D．①②④

展开更多......

收起↑