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1．化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构的现象叫同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。
2．两化合物互为同分异构体的必备条件有二： （1）两化合物的分子式应相同。
（2）两化合物的结构应不同（如碳链骨架不同、官能团的位置不同、官能团的种类不同等）。 3．中学阶段必须掌握的异构方式有三种，即碳链异构、位置异构和官能团异构。
常见同分异构现象及形成途径 异构方式 碳链异构 位置异构 形成途径 碳链骨架不同而产生的异构 官能团位置不同而产生的异构 示例 CH3 CH3CH2CH2CH3与 CH3—CH—CH3 CH2＝CHCH2CH3与CH3—CH=CH—CH3 O CH3CH2CHO与 CH3—C—CH3 官能团异构 官能团种类不同而产生的异构 4．此外有机物还具有立体异构现象。常见的立体异构有顺反异构和对映异构。 （1）顺反异构。
当有机物分子中含有碳碳双键且每个双键碳原子所连的另外两个原子或基团不同时，就存在顺反异构现象。如2-丁烯存在顺反异构体。
（2）对映异构。
当有机物分子中的饱和碳原子连接着4个不同的原子或原子团时。就可能存在对映异构现象。 如乳酸（CH 3 — CH — COOH ）有如下两种对映异构体：
OH
5．同分异构体的书写技巧。
（1）书写同分异构体时，必须遵循“价键数守恒”原则，即在有机物分子中，碳原子的价键数为4，氢原子的价键数为1，氧原子的价键数为2，等等。
（2）熟练掌握碳原子数小于7的烷烃和碳原子数小于5的烷基的异构体数目，这对同分异构体的辨认与书写十分重要。
即CH4、C2H6、C3H8、—CH3、—C2H5仅有1种结构；C4H10，—C3H7有2种结构；—C4H9有4种结构（这也是高考中的热门烃基）；C5H12、C6H14、C7H16则依次有3种、5种、9种结构。 （3）熟练掌握官能团异构的有机物的类别。 ①烯烃和环烷烃：通式CnH2n（n≥3）
②二烯烃、炔烃、环烯烃：通式CnH2n－2（n≥4） ③苯及苯的同系物与多烯烃：通式CnH2n－6（n≥6） ④饱和一元醇与饱和一元醚：通式CnH2n+2O（n≥2）
⑤饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇：通式CnH2nO（n≥3）
⑥饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟基醛：通式CnH2nO2（n≥2） ⑦酚、芳香醇、芳香醚：通式CnH2n－6O（n＞6）
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⑧葡萄糖与果糖；蔗糖与麦芽糖
⑨氨基酸R—CH—COOH与硝基化合物R—CH2CH2NO2 NH2
（4）烷烃的同分异构体的书写是其他有机物的同分异构体书写的基础。 烷烃的同分异构体的书写方法一般采用“减碳对称法”，可概括为“两注意、三原则、四顺序”。图示如下：
选择最长的碳链作主链
两注意 找出中心对称线
对称性原则
有序性原则
减碳对称法 三原则 互补性原则
主链由长到短
支链由整到散
四顺序 位置由心到边
排布由邻到间
（5）苯的同系物或苯的衍生物的同分异构体的书写可综合考虑苯环上基团的类别和个数以及基团在苯环上
的位置，有序分析即可迅速写出其含苯环的同分异构体来。
（6）书写有机物的同分异构体的步骤是：首先考虑官能团异构，其次考虑碳链异构，最后考虑位置异构，同时遵循对称性、互补性、有序性原则，即可以无重复、无遗漏地写出所有的同分异构体来。 （7）如无特别说明，中学阶段不要求书写有机物的立体异构体。 要点三、有机物的结构与性质的关系 “结构决定性质，性质反映结构”，这是学习有机化学时要特别关注的问题，根据有机物的结构推测它的性质，一般来说，首先要找出官能团，然后从键的极性、碳原子的饱和程度等进一步分析并推测有机物的性质。 1．官能团与有机物性质的关系。 有机物的性质由其分子结构来决定，而官能团是决定有机物性质的主要因素。一种官能团决定了一类有机物的化学特性。一般地，具有相同的官能团的有机物具有相似的化学性质，有机物含有多个官能团时，也应具有多个官能团的性质。
2．不同基团间的相互影响与有机物性质的关系。
有机化合物分子中的邻近基团间往往会相互影响，这种影响会使有机化合物表现出一些特性。例如，苯与硝酸发生取代反应的温度是50℃～60℃，而甲苯在约30℃的温度下就能与硝酸发生取代反应。也就是说，与苯相比，甲苯较易发生取代反应。这是由于甲基具有推电子作用，它对苯环的影响使得苯环上的某些氢原子更容易被取代。
再如，醇和酚的官能团都是羟基，但由于分子中与羟基相连的烃基不同，使得醇和酚的化学性质也不同；醛和酮的官能团均含羰基，醛羰基上连有氢原子、酮羰基上不连氢原子，使得醛、酮成为两类不同的有机化合物。
【典型例题】
类型一：有机物碳原子的成键特点
例1 下列关于CH3—CH＝CH—C≡C—CF3分子结构的叙述中正确的是（ ）。 A．6个碳原子有可能都在一条直线上 B．6个碳原子不可能都在一条直线上 C．6个碳原子一定都在同一平面上 D．6个碳原子不可能都在同一平面上
【答案】B、C
【解析】根据（1）乙烯分子中的6个原子共平面。键角120°；（2）乙炔分子中的4个原子共直线，键角180°，可推知题给有机物的碳链骨架结构如下：
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由上面的碳链骨架结构很容易看出：题给有机物分子中的6个碳原子不可能都在一条直线上，而是一定都在同一平面上。
【总结升华】应以已知的有机分子结构为基础，从其氢原子被别的基团取代后的伸展情况来分析。 举一反三：
【变式1】某烃的结构简式为
分子中处于四面体结构中心的碳原子数为a，一定在同一平面内的碳原子数为b，一定在同一直线上的碳原子数为c，则a、b、c依次为（ ）。
A．4、5、3 B．4、6、3 C．2、4、5 D．4、4、6
【答案】B
例2 大多数有机物分子里的碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间相结合的化学键是（ ）。 A．只有极性键 B．只有非极性键 C．有极性键和非极性键 D．只有离子键
【答案】C
【解析】因碳原子最外层有4个电子，在有机物分子中，碳原子与碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成的都是共价键。其中碳原子与碳原子之间以非极性键相结合，碳原子与其他原子之间以极性键相结合。
【总结升华】在有机物中。碳原子与其他原子构成的化学键均为共价键，是极性键。 举一反三：
【变式1】某有机物的结构简式为
回答下列问题：
（1）写出其分子式：________。
（2）其中含有________个不饱和碳原子，分子中有________个双键。 （3）分子中的极性键有________（写出2种即可）。
（4）分子中的饱和碳原子有________个，一定与苯环处于同一平面的碳原子有________个。 （5）分子中C—C＝O键角约为________，H—C≡C键角约为________。
【答案】（1）C16H16O5 （2）12 3 （3）碳氧键、碳氢键、氢氧键（任写2种） （4）4 4 （5）120° 180°
类型二：同分异构体的辨认与书写
例3（2015 黄冈模拟）某单官能团有机化合物，只含碳、氢、氧三种元素，相对分子质量为58，完全燃烧时产生等物质的量的CO2和H2O。它可能的结构共有（不考虑立体异构）（ ）
A．4种 B．5种 C．6种 D．7种 【思路点拨】根据“完全燃烧产生等物质的量的CO2和H2O”可确定该有机物中C和H的原子个数比为1:2，
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然后利用这个关系式对解决问题比较有利。
【答案】B
【解析】设该有机物分子式为CnH2nOx，若只有1个氧原子，58-16＝42，剩下的为碳和氢，14n＝42，则碳只能为3个，即为C3H6O，1个不饱和度。若有2个O，那么58-32＝26，14n＝26，n不可能为分数，则不可能为2个氧原子，所以分子式为C3H6O，再根据官能团异构、碳链异构确定同分异构体的种类：醛一种，酮一种，烯醇一种，三元含氧杂环，三元碳环一种，四元杂环一种，共6种，而由题意可知有机物为单官能团，烯醇应舍去，故选B。
【总结升华】同分异构体的书写规律：
（1）烷烃：烷烃只存在碳链异构，书写时要注意全面而不重复，具体规则如下： ①成直链，一条线。
先将所有的碳原子连接成一条直链。 ②摘一碳，挂中间。
将主链上的碳原子取下一个作为支链，连接在剩余主链的中间碳上。 ③往边移，不到端。
将甲基依次由内向外与主链碳原子试接，但不可放在端点碳原子上。 ④摘多碳，整到散。
由少到多依次摘取不同数目的碳原子组成长短不同的支链。 ⑤多支链，同邻间。
当有多个相同或不同的支链出现时，应按连在同一个碳原子、相邻碳原子、相间碳原子的顺序依次试接。 （2）具有官能团的有机物：一般按碳链异构→位置异构→官能团异构的顺序书写。 （3）芳香族化合物：两个取代基在苯环上的位置有邻、间、对3种。 举一反三：
【变式1】（2015 武汉模拟）分子式为C6H14O且含有“—CH2OH”的同分异构体有（不考虑立体异构）（ ） A．7种 B．8种 C．9种 D．10种
【答案】B
【解析】先确定C6H14的同分异构体，用—OH取代C6H14中甲基上的氢原子，C6H14的同分异构体有： ①CH3CH2CH2CH2CH2CH3、②CH3CH2CH2CH(CH3)2、③CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、④CH3CH2C(CH3)3、 ⑤CH(CH3)2CH(CH3)2。①中甲基处于对称位置，—OH取代甲基上的氢原子有1种结构；②中甲基有2种，—OH取代甲基上的氢原子有2种结构；③中甲基有2种，—OH取代甲基上的氢原子有2种结构；④中甲基有2种，—OH取代甲基上的氢原子有2种结构；⑤中甲基有1种，—OH取代甲基上的氢原子有1种结构，故符合条件的C6H14O的同分异构体有8种。
例4 人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪物，历经30多年时间弄清了象鼻虫的四种信息素的组成，它们的结构可表示如下（括号内表示④的结构简式）：
以上四种信息素中互为同分异构体的是（ ）。
A．①和② B．①和③ C．③和④ D．②和④
【答案】C
【解析】由所给结构可知①中含11个碳原子，一个C＝C键，一个环状结构和一个C＝O键；②中含10个碳原子，一个C＝C键，一个环状结构和一个C＝O键；③中含11个碳原子，一个C＝键和一个—OH及一个环状结构；④中含11个碳原子，其中一个C＝C键，一个—OH和一个环状结构。可见①和②、②和④因碳原子数不等而不是同分异构体；①和③相差2个氢原子，也不是同分异构体；③和④组成相同，但结构不同，故为同分
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