Question

烷烃分子中的基团—CH₃、—CH₂—、、中的碳原子分别称为伯、仲、叔、季碳原子，数目分别用N₁、N₂、N₃、N₄表示。例如

分子中，N₁=6,N₂=1,N₃=2,N₄=1。试根据不同烷烃的组成结构，分析烷烃（除甲烷外）中各原子数的关系。

（1）烷烃分子中氢原子数N₀与N₁、N₂、N₃、N₄之间的关系是N₀=__________。

（2）四种碳原子数之间的关系为N₁=__________。

（3）若分子中N₂=N₃=N₄=1，则该分子的结构简式可能为（任写一种）__________。

（4）烷烃分子可看成由—CH₃、—CH₂—、和结合而成的。如果某烷烃分子中同时存在这4种基团，所含碳原子数又最少，这种烃分子应含_______个碳原子，其结构简式可能为_______或_______或_______。

Answer 1

（1）3N₁+2N₂+N₃

（2）N₃+2N₄+2

（4）8   C（CH₃）₃CH（CH₃）CH₂CH₃      C（CH₃）₃CH₂CH（CH₃）CH₃

CH（CH₃）₂C（CH₃）₂CH₂CH₃

解析:

(1)由—CH₃、—CH₂—、可以看出C、H原子个数的关系：N₀=3N₁+2N₂+N₃。

（2）构造法：首先写出1个乙烷：CH₃—CH₃，在其中插入1个或多个—CH₂—基团，可得：CH₃—（CH₂）_n—CH₃(n为正整数），由此得出结论：引入—CH₂—不增加—CH₃的数目；同理，每引入1个（或）需增加1个—CH₃（或2个—CH₃）。又由于先有2个—CH₃，故N₁=N₃+2N₄+2。

或构造一个多支链有机物，如题干中有机物：

CHCH₃CH₃CHCH₃CCH₃CH₃CH₂—CH₃

可以发现，去掉1个—CH₂—，不减少—CH₃；去掉1个，减少1个—CH₃；去掉一个；减少2个—CH₃。由此，也可得出N₁与N₂、N₃、N₄的数量关系。

（3）由（2）得：N₁=N₃+2N₄+2=1+2+2=5。则该分子的化学式为：5CH₃+CH₂+CH+CC₈H₁₈，写出C₈H₁₈的每一个同分异构体都为答案。如：

此问亦可由题干中有机物去掉1个原子团而得答案。

（4）将—CH₂、连接起来，余价用—CH₃补足。