Question

【题目】在烷烃分子中的基团：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＝0，n3＝2，n4＝1。在烷烃(除甲烷外)分子中，各种类型的原子个数之间存在着一定的关系。试根据不同烷烃的组成和结构，分析出烷烃(除甲烷外)中各原子数的关系。

(1)烷烃分子中氢原子数为A，A与n1、n2、n3、n4的关系是：A＝________，或A＝________。

(2)四种碳原子数之间的关系为n1＝________。

(3)若某烷烃分子中n2＝n3＝n4＝1，写出该分子的结构简式和键线式，并对其进行命名：___________________。

Answer 1

【答案】3n1＋2n2＋n3　2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2n3＋2n4＋2　　2,2,3-三甲基戊烷；

　　2,3,3-三甲基戊烷；

　　2,2,4-三甲基戊烷

【解析】

（1）由题知，伯、仲、叔、季碳原子上分别连有H原子个数为3、2、1，0故A=3n1＋2n2＋n3；又由烷烃的通式CnH2n＋2中氢原子个数与碳原子个数之间的关系可写出：A=2nc+2=2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2；

(2)因为3n1＋2n2＋n3＝2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2，故n1＝n3＋2n4＋2；

（3）该烷烃分子中含有一个仲碳原子、一个叔碳原子、一个季碳原子，由第(2)小题可知，伯碳原子数(—CH3)为5个，由于—CH3只能连在链端，而不能夹在中间，所以只需将进行组合连接，然后再补上—CH3即可。

因为伯、仲、叔、季碳原子结合的H原子分别为3、2、1、0个，所以根据伯、仲、叔碳原子数即可确定烷烃分子中H原子数为3n1＋2n2＋n3；根据烷烃的分子通式为CnH2n＋2，n＝n1＋n2＋n3＋n4，即可确定烷烃分子中的H原子数为2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2。

故答案为： 3n1＋2n2＋n3；2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2 ；

由(1)中H原子数的关系可得3n1＋2n2＋n3＝2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2，整理即得n1＝n3＋2n4＋2 。

故答案为：n3＋2n4＋2；

(3)依题意，分别将三个基团变换位置，写出共三种结构简式，然后按主链碳最多、支链数之和最小，相同基团合并命名的规则给予命名。

故答案为：　　2,2,3-三甲基戊烷；

　　2,3,3-三甲基戊烷；

　　2,2,4-三甲基戊烷。