應(yīng)用課第七章有機(jī)化合物第7課時烴分子中原子的共線、共面問題【學(xué)習(xí)目標(biāo)】根據(jù)烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握烴分子中原子的共線、共面問題的判定方法?！緦W(xué)習(xí)活動】學(xué)習(xí)任務(wù)方法與路徑目標(biāo)：根據(jù)烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握烴分子中原子的共線、共面問題的判定方法。任務(wù)：依據(jù)四種有機(jī)物的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，完成下列針對訓(xùn)練。a.甲烷型：正四面體：凡是碳原子與4個原子形成4個共價鍵時，其空間結(jié)構(gòu)都是四面體形，5個原子中最多有3個原子共平面。凡是出現(xiàn)一個碳原子周圍連有四個原子的結(jié)構(gòu)，所有原子不可能都共平面。b.乙烯型：或平面結(jié)構(gòu)：乙烯分子是平面形結(jié)構(gòu)，所有原子共平面，與雙鍵碳原子直接相連的4個原子與2個碳原子共平面。c.乙炔型：直線結(jié)構(gòu):與碳碳三鍵直接相連的2個原子與2個碳原子共直線。d.苯型：平面結(jié)構(gòu):平面正六邊形結(jié)構(gòu)，位于苯環(huán)上的12個原子共平面，位于對角線位置上的4個原子共直線，直接連接在碳原子的任意原子均在苯環(huán)所在平面上?！踞槍τ?xùn)練1】下列分子中的各原子均在同一平面的是()A．C2H4 B．CHCl3C．CH3CH2CHCH2 D．CH3—CH3【答案】A【針對訓(xùn)練2】下列化合物分子中的所有原子一定都處于同一平面的是()【答案】A【解析】甲苯()和丙烯(CH3—CH=CH2)的分子結(jié)構(gòu)中均含有甲基，由甲烷的分子結(jié)構(gòu)可知，分子中所有原子一定不在同一平面上，苯乙烯分子中所有原子可能共平面，由苯的分子結(jié)構(gòu)可知，溴苯()分子中所有原子一定共平面?！踞槍τ?xùn)練3】某烴結(jié)構(gòu)簡式為，有關(guān)其結(jié)構(gòu)的說法，正確的是()A．所有原子可能在同一平面內(nèi)B．所有原子可能在同一條直線上C．所有碳原子可能在同一平面內(nèi)D．所有氫原子可能在同一平面內(nèi)【答案】C【解析】因含有—CH3，故不可能所有原子在同一平面上；因含，故不可能所有碳原子在同一條直線上?！踞槍τ?xùn)練4】下列物質(zhì)的所有原子，不可能處于同一平面內(nèi)的是()A．CH3CH=CH2 B．CH2CH2C． D.【答案】A【解析】根據(jù)已有知識，乙烯和苯都屬于平面形結(jié)構(gòu)，所有原子都處于同一平面內(nèi)，而甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)，故甲基中的原子不可能處于同一平面內(nèi)。同理，我們可以將C項(xiàng)看作是乙烯中的一個氫原子被苯環(huán)取代，從而得出C項(xiàng)中物質(zhì)的所有原子可能處于同一平面內(nèi)，因此B、C、D都不符合題意。【針對訓(xùn)練5】已知C—C鍵可以繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡式為的烴，下列說法中正確的是()A．分子中至少有9個碳原子處于同一平面上B．分子中至少有11個碳原子處于同一平面上C．分子中至少有16個碳原子處于同一平面上D．該烴屬于苯的同系物【答案】B【解析】苯分子中的12個原子一定共平面，此烴分子中兩個苯環(huán)以單鍵相連，單鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，所以兩個苯環(huán)不一定共面，但苯環(huán)中對角線上的碳原子應(yīng)在一條直線上，因此該烴分子中至少有11個碳原子處于同一平面上，B正確；該烴分子中有2個苯環(huán)，不屬于苯的同系物，D不正確。【針對訓(xùn)練6】已知乙烯分子為平面結(jié)構(gòu)，C2H2為直線結(jié)構(gòu)。則有機(jī)物M(CH≡C—CH=CH—CH3)分子中，最多共直線和共平面的原子數(shù)分別為()A．6、11 B．5、10C．4、9 D．4、11【答案】C【解析】根據(jù)乙炔、乙烯和甲烷的結(jié)構(gòu)，有機(jī)物M的分子結(jié)構(gòu)為，則最多有4個原子共直線，因?yàn)閱捂I可以旋轉(zhuǎn)，甲基上3個H原子中，可以有一個H原子旋進(jìn)面內(nèi)，因此最多有9個原子共面，故選C。【方法小結(jié)】1.連接不同基團(tuán)后的原子共面分析(1)直線與平面連接，則直線在這個平面上。如苯乙炔：，所有原子共平面。(2)平面與平面連接：如果兩個平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉(zhuǎn)，兩個平面可以重合。如苯乙烯：，分子中至少12個原子共平面，最多16個原子共平面。(3)平面與立體結(jié)構(gòu)連接：如甲基與平面結(jié)構(gòu)通過單鍵相連，由于單鍵可以旋轉(zhuǎn)，甲基的一個氫原子可能處于這個平面上。2．一種方法——拆分組合法判斷有機(jī)物分子中的原子共線、共面時，只需要將已知有機(jī)物分子拆分為上述四種結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行分析、組合、綜合，即可判斷其中原子是否共線或共面。其中分子中的共價單鍵(如C—C)能繞對稱軸旋轉(zhuǎn)；但C=C不能旋轉(zhuǎn)，如可展開為，故其中所有的原子可能處于同一平面上，但不一定都處于同一個平面上。3．判斷共線、共面原子數(shù)目的注意事項(xiàng)有機(jī)物分子中的單鍵，包括碳碳單鍵、碳?xì)鋯捂I、碳氧單鍵，均可繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)，再結(jié)合題干中的關(guān)鍵詞：“可能”“一定”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制條件作出相應(yīng)判斷。圍繞目標(biāo)：任務(wù)由學(xué)生認(rèn)真研