巧妙利用不飽和度，快速書(shū)寫(xiě)同分異構(gòu)體

王金棟

摘要：每年的高考試題中的有機(jī)化學(xué)部分幾乎都有同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)，如何使考生快速全面完整的書(shū)寫(xiě)，本文提供了一種簡(jiǎn)單有效容易掌握的方法.

關(guān)鍵詞：不飽和度;同分異構(gòu)體;書(shū)寫(xiě)

每年的高考題中，無(wú)論是全國(guó)卷還是省市卷，都無(wú)一例外的在有機(jī)化學(xué)試題中出現(xiàn)同分異構(gòu)體書(shū)寫(xiě)的考點(diǎn).學(xué)生普遍反應(yīng)耗用時(shí)間多、還常常寫(xiě)不全，是應(yīng)考的難點(diǎn).從考生試卷情況來(lái)看，60-70%的學(xué)生失分率在50%以上.在近幾年的教學(xué)中，我嘗試從不飽和度的角度，結(jié)合題目的條件來(lái)引導(dǎo)學(xué)生書(shū)寫(xiě)同分異構(gòu)體，取得了事半功倍的教學(xué)效果.

不飽和度的概念，在人教版《有機(jī)化學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)》教材中沒(méi)有出現(xiàn)，教學(xué)過(guò)程中教師可補(bǔ)充介紹.所謂不飽和度是指對(duì)飽和烴（烷烴）而言，不飽和程度的具體量度.與同碳原子數(shù)目的烷烴分子相比，每缺少兩，個(gè)氫原子為一一個(gè)不飽和度，以此類推，氫原子數(shù)越少不飽和度越高.在烴的衍生物中，可用飽和一元醇為參照物，推出其他物質(zhì)的不飽和度.現(xiàn)把中學(xué)中常見(jiàn)的有機(jī)物歸納見(jiàn)表1.

例1圖1和圖2是A、B兩種物質(zhì)的核磁共振氫譜.已知A、B兩種物質(zhì)都是鏈狀烴類，都含有6個(gè)氫原子.請(qǐng)根據(jù)圖1和圖2兩種物質(zhì)的核磁共振氫譜圖，選擇出可能屬于圖1和圖2的兩種物質(zhì)是（）

A.A是C3H6;B是CgH6

B.A是C.H6;B是CgH6

C.A是C3H6;B是C.H6

D.A是CgH6;B是C，H6

解析如下：該題目考查的是符合核磁共振氫譜條件下的物質(zhì)同分異構(gòu)體的書(shū)寫(xiě)C3H6的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式比較簡(jiǎn)單，重點(diǎn)分析后兩種物質(zhì).C4H。與相同碳原子數(shù)的烷烴C.H相比，分子中缺少4個(gè)氫原子，不飽和度為2.鏈狀分子中含有兩個(gè)碳碳雙鍵或一一個(gè)碳碳三鍵，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可為CH3-C=C-CH，或CH=C一CH2-CH3分別符合圖1和圖2.同理可推知CgH。的不飽和度為4鏈狀分子中可以含4個(gè)碳碳雙鍵、-個(gè)碳碳三鍵和兩個(gè)碳碳雙鍵、或含有兩個(gè)碳碳三鍵等情況，因而可寫(xiě)出CH，-C=C-C=C-CH3或CH3-CH2-C=C-C=CH分別符合圖1和圖2（其他成鍵情況寫(xiě)出后不符合圖1和圖2，此略）.可確定答案為BD.

例2某苯的衍生物，含有兩個(gè)互為對(duì)位的取代基，其分子式為CsHo0，其中不溶解于氫氧化鈉溶液的該衍生物的結(jié)構(gòu)式有（）

A.1種B.2種C.3種D.4種

解析如下：因?yàn)楸江h(huán)的不飽和度為4，該物質(zhì)又含有苯環(huán)，可知該物質(zhì)苯環(huán)外的原子團(tuán)是飽和的.羥基直接連在苯環(huán)上屬于酚類，溶解于氫氧化鈉溶液不合題意，只能是醇類或醚類.又因?yàn)槭莾蓚€(gè)取代基，只能是一CH，和一OCH3或一CH3和一CH2OH.可確定答案為B.

例3已知丙酮醛的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3-C-CHO，在其所有的同分異構(gòu)體中，

（1）能使新制氫氧化銅濁液變澄清的是____;

（2）能發(fā)生水解反應(yīng)且與銀氨溶液反應(yīng)發(fā)生銀鏡現(xiàn)象的是____.

（3）不含醛基和羧基的同分異構(gòu)體還有____種（不考慮立體異構(gòu)，不考慮一OH與碳碳雙鍵相連的不穩(wěn)定情況），其中核磁共振氫譜中有3組峰，且面積比為2：1：1的_是（寫(xiě)出其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）.

解析如下：丙酮醛CHCCHO的不飽和度為2，能使新制氫氧化銅濁液變澄清，則必須含有不飽和度為1的一CO0H，若維持不飽和度為2，還應(yīng)有不飽和度為1的碳碳雙鍵，所以（1）的答案為CH2=CH一COOH.酯基的不飽和度與羧基相同，只有甲酸生成的酯能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，（2）的答案為CH2=CH-OOCH.若原子鏈接成環(huán)時(shí)不飽和度為1，羰基的不飽和度為1，據(jù)此可寫(xiě)出（3）的答案.

其中最后一種符合有3組峰，且面積比為2：1：1的題目要求.

例4寫(xiě)出物質(zhì)C6H3-C3H3O2的符合下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

（1）屬于芳香族化合物且分子中沒(méi)有其他環(huán)狀結(jié)構(gòu);

（2）能和碳酸鈉溶液反應(yīng)放出二氧化碳.

解析如下：如果把苯基（C6Hs一）看成一個(gè)氫原子的話，該物質(zhì)的分子式為C3H4O2，不飽和度為2.除含有不飽和度為1的一個(gè)羧基外，應(yīng)還含有不飽和度為1的一個(gè)碳碳雙鍵.據(jù)此不難分析得出苯環(huán)外的側(cè)鏈為：一CH=CH-COOH，或CH2=C（COOH）-，或一COOH和CH2=CH-（在苯環(huán)上有鄰、間、對(duì)三種情況），共有五種同分異構(gòu)體（具體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，此略）.

對(duì)于例4，若把條件改為（1）與氯化鐵溶液顯紫色，（2）可與新制氫氧化銅濁液反應(yīng)生成紅色沉淀的話，則苯環(huán)連接的原子團(tuán)分別是一OH、一CH0和一CH=CH2，進(jìn)而推出三者在苯環(huán)上的相對(duì)位置不同，共有10種同分異構(gòu)體

綜上所述，理解不飽和度的概念后，結(jié)合題目的所限條件，可以很方便的判斷出分子中碳原子的成鍵方式或原子團(tuán).同分異構(gòu)體的不飽和度是確定的，在書(shū)寫(xiě)過(guò)程中，只要保證碳原子和氧原子數(shù)目不變，再補(bǔ)寫(xiě)出氫原子的數(shù)目，進(jìn)而迅速的寫(xiě)出所有同分異構(gòu)體.

參考文獻(xiàn)：

[1]課程教材研究所，化學(xué)課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)（選修）[M].北京：人民教育出版社，2016.

[2]方展畫(huà).創(chuàng)新教程[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2011.[3]胡久華，王磊.中學(xué)化學(xué)教學(xué)策略[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2010.