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有机物分子中原子的共面共线问题技巧点拨

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碳原子成键特点及有机物的空间构型
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、萘、蒽的平面结构；乙炔的直线结构。
1．甲烷的正四面体结构
在甲烷分子中，一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面，
其余两个氢原子分别位于平面的两侧，即甲烷分子中有且只有
三原子共面（称为三角形规则）。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。
其结构式可写成如图2所示。
左侧甲基和②C构成“甲烷分子。此分子中⑤H，①C，②C构成三角形。中间亚甲基和①C，③C构成“甲烷”分子。此分子中①C，②C，③C构成三角形，同理②C，③C，④H构成三角形，即丙烷分子中最多两个碳原子（①C，②C，③C）三个氢原子（④H，⑤H）五原子可能共面。
2．乙稀的平面结构
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。
其结构式可写成如图4所示。
三个氢原子（①②③）和三个碳原子（④⑤⑥）
六原子一定共面。根据三角形规则[⑤C，⑥C，⑦H构成三角形]。
⑦H也可能在这个平面上。至少6个原子
（6个碳原子），至多10个原子[6个碳原子和4个氢原子（每个甲基可提供一个氢原子）]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。故甲苯分子中最多有可能是13个原子共面。
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。
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。
① H ②C ③C ④C四原子共线，甲基中的三个氢原子一定不在这条直线上。
此分子中①C ②C ③C ④H四原子一定在一条直线上。故该分子共有8个原子在同一平面上。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），最多10个碳原子共面。
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（①C ②C ③C构成三角形）。

巩固练习
1、大气污染物氟里昂—12的化学式是CF2Cl2，下面关于氟里昂—12的说法正确的是（）
A 没有固定的熔沸点             B 分子中的碳原子是饱和的
C 属于正四面体的空间结构       D 只有一种结构
2、下列分子中，含有极性共价键且呈正四面体结构的是                       （    ）
A 氨气     B 二氯甲烷     C 四氯甲烷     D 白磷
3、关于乙炔分子结构的描述错误的是                                       （    ）
A、叁键键长小于乙烷中C—C单键长       B、分子中所有原子都在同一平面上
C、叁键键能是乙烷中C—C单键键能的3倍D、分子中碳氢键之间的键角约为1800
4、1999年在一些国家的某些食品中“二恶英”含量严重超标，一时间掀起了席卷欧洲的“二恶英”恐慌症。“二恶英”是二苯基-1，4-二氧六环及其衍生物的通称，其中一种毒性最大的结构是，关于这种物质的叙述中不正确的是           (    )
A．该物质是一种芳香族化合物     B．该物质是一种卤代烃
C．该物质是一种强烈致癌物       D．该物质分子中所有原子可能处在同一平面上
5、键线式可以简明扼要的表示碳氢化合物，种键线式物质是             （    ）
A．丁烯 B．丙烷 C．丁烷   D．丙烯
6、下列各组物质中，属于同分异构体的是                                   （    ）
A．O2和O3            B．CH2＝CHCH2CH3和CH3CH＝CHCH3
C．CH3CH2CH3和CH3(CH2)2CH3   D．CH3CH2OH和CH3OCH3
7、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
8、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C25H20
B．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
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