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06 一氯二氯取代

等效氢和等效碳

1 连在同一个 C 上且结构相同的碳等效

如图,1、2 号碳连在同一个碳上且结构相等(都为甲基 ——CH₃),它们就是等效碳。

而 4、5 号碳虽然都连在 3 号碳上,但是它们结构明显不同,不能通过旋转或者对称重合,所以 4、5 号碳并非等效碳。

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2 可以通过对称轴对称或者旋转而重合的碳原子等效

如下图,单键是可以旋转的,通过旋转,1、2;3、4 号碳原子可以分别重合。

可以完全重合的碳等效。但是结构必须也是相同的,假如 1 号碳多连一个甲基而 2 号碳没有甲基,那自然它们不等效。

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3 连在等效碳上的原子互相等效

相当于是同一种氢原子。

连在同一个碳上的氢 原子也是等效的。

注意一个有机结构中有几种碳原子 (碳上连氢),就有几种氢原子,因为 连在同一种碳上的氢等效。

例如甲基上的三个氢 (都是氢原子而且连在同一个碳上,当然等效)。

下图是丙烷的球 棍模型,这种结构有几种氢原子呢?

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通过等效碳快速判断氢原子种数,左右两个碳连在中间的碳上且结构相同,所以 左右两个碳等效,加上中间的 C,那么这个结构中存在两种碳。就存在两种氢原子,也就意味着丙烷的一氯代物有两种。

4 注意一个分子可能有不同的碳骨架

解决取代物问题一定要注意一个分子可能有不同的碳骨架,这是需要都考虑进去 的。

例如 2016 年高考真题考出了 C₄H₁₀ 的一氯取代有几种:

先写出 4 个碳可能的碳链结构 (为了书写方便省略碳上的氢):

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分析结构中连氢的等效碳数目:

①有 2 种,②有 2 种。所以有四种氢,一个氯原子取代有四种结构。

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一取代物的找法

有多少种连氢的等效碳,就存在多少种等效氢,有多少种等效氢,就 有多少种一取代物。

TIP

含氧官能团的氢高中一般认为不能取代,例如羟基 (-OH) 、醛基 (-CHO) 、羧 基 ( -COOH) 的氢原子不考虑取代

注意取代问题里,C 骨架可能不同,可能主碳链是 4,或 3。要分情况。

一取代就是先把可能 C 骨架分情况写出来。然后标等效氢的位置。从 1 开始,等效的就标相同的位置。

比如 C4H10 的一氯取代物:

等同转换法

若烃 CxHy 的 m 元取代物有 n 种同分异构体,则其 (y-m) 元取代物也有 n 种同分异构体。

注意取代基必须相同。

二取代

二取代基一样问题

注意,一个 C 原子最多成 4 根键。所以要判断还能不能取代。

步骤:

  1. 根据碳链分类
  2. 先分情况,把不同的一氯取代物写出来(固定一个取代物即可。并且注意从第 2 种取代物开始,要将前面的取代位置 + 等效取代位置画 ×)
  3. 然后在同样情况的一氯取代物上标第 2 个 Cl 可以取代的位置
  4. 最后相加。

例如丙烷的二氯取代物:总共有 4 种。

其它例子:

环己二烯的二氯取代物种数
双丁烯烷的二氯取代物

二取代基不同问题

和相同二氯取代的第一个步骤类似,

  1. 根据碳链分类

  2. 先分情况,把不同的一氯取代物写出来(固定一个取代物即可。但从第 2 种取代物开始,不用将前面的取代位置和等效取代位置画叉 ×)

    不用划 x。因为两个取代物不一样。

  3. 然后在同样情况的一氯取代物上标第 2 个 Cl 可以取代的位置

  4. 最后相加。

比如丁烷被 Br、Cl 取代的种数:

距离 2025 高考还有 -103 天。

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