ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 13
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 13. Алкены. Структурная изомерия и номенклатура

Как одновременно учесть скелет и положение двойной связи?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как одновременно учесть скелет и положение двойной связи?

Исследуем вместе

Три структурных алкена C₄H₈

Переключай состояния и сравнивай схему с объяснением. Модель показывает, что меняется и почему.

Учебная модель: размеры, цвета и проекции условны. Линии обозначают связи, а подписи CH₃ и CH₂ — группы атомов. Реакционные схемы показывают итог превращения, а не траектории отдельных атомов.

01

Два вида структурных различий

У алкенов может различаться углеродный скелет или положение C=C в одном скелете. Бутен-1 и бутен-2 отличаются положением связи, а 2-метилпропен — разветвлением.

Во всех трёх случаях формула C₄H₈. Цис- и транс-формы бутена-2 имеют одинаковую соединённость и относятся уже к пространственной, а не структурной изомерии.

Бутен-1

CH₂=CH—CH₂—CH₃

Бутен-2

CH₃—CH=CH—CH₃

2-метилпропен

CH₂=C(CH₃)₂

Структурная изомерия меняет скелет или положение связи. Пространственная изомерия сохраняет порядок соединения атомов.

02

Выбор цепи

Главная цепь должна включать оба атома двойной связи. Из подходящих цепей выбирают наиболее длинную; нумерацию начинают так, чтобы C=C получила меньший номер.

Положение двойной связи обозначают меньшим из номеров двух связанных атомов. Записи «бутен-1» и «бут-1-ен» обозначают одну структуру; в конспекте используется привычная учебнику первая форма.

Признак / примерОбъяснение
C1=C2Положение 1
C2=C3Положение 2
C₅H₁₀Сам состав не определяет положение C=C

Двойная связь обязательно входит в главную цепь. Её положение получает преимущество при выборе направления нумерации.

Молекула этена C₂H₄

Окружение двух атомов углерода плоское; на каждом C по два H. Кратность связи разобрана в схеме урока.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Молекула этана C₂H₆

Две углеродные группы соединены одинарной C—C; объёмная модель дополняет структурную формулу.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Название по шагам

Для CH₂=C(CH₃)—CH₂—CH₃ главная цепь содержит четыре атома C, двойная связь начинается у C1, а метильная ветвь находится у C2. Название — 2-метилбутен-1.

Начинать отсчёт справа неверно: тогда двойная связь получит номер 3 вместо 1. Наличие ближайшего заместителя не отменяет приоритета меньшего номера кратной связи.

Основа

Бутен

Двойная связь

Положение 1

Заместитель

2-метил

Название должно показывать и C=C, и заместители. Проверка нумерации начинается с положения двойной связи.

04

Проверка списка изомеров

Двигай двойную связь по выбранному скелету и исключай совпадения после переворота цепи. Затем меняй скелет и снова проверяй валентность каждого атома C.

Бутен-3 совпадает с бутеном-1 после нумерации с другого конца. В двойной связи каждый C уже использует две валентности на соседний C, поэтому к нему остаётся присоединить группы суммарной валентностью два. Проверим CH₂=C(CH₃)₂: центральный C имеет двойную связь порядка 2 и две одинарные порядка 1, итого 4. Если ошибочно добавить к нему H, сумма станет 5. Такой подсчёт помогает обнаружить невозможную структуру ещё до составления названия.

CH₃—CH₂—CH=CH₂

Тот же бутен-1

C=C

Две валентности у каждого C заняты

Итог

Проверить состав CₙH₂ₙ

Разные рисунки не всегда означают разные вещества. Исключать повторы нужно по соединённости и симметрии цепи.

Соберём главное

Шесть выводов

01Структурная изомерия меняет скелет или положение связи. Пространственная изомерия сохраняет порядок соединения атомов.
02Двойная связь обязательно входит в главную цепь. Её положение получает преимущество при выборе направления нумерации.
03Название должно показывать и C=C, и заместители. Проверка нумерации начинается с положения двойной связи.
04Разные рисунки не всегда означают разные вещества. Исключать повторы нужно по соединённости и симметрии цепи.
05При перечислении изомеров полезно разделять скелеты и положения связей. Такой порядок уменьшает пропуски и повторы.
06Молекулярная формула контролирует состав. Структурная запись и название контролируют расположение связей.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Главная цепь алкена обязательно включает…
2. CH₂=C(CH₃)CH₂CH₃ называется…
3. Бутен-1 и бутен-2 различаются…
4. Бутен-3 при правильной нумерации — это…
5. Сколько структурных ациклических алкенов имеет C₄H₈?
6. Цис- и транс-бутен-2 различаются…
7. В названии бутен-1 число 1 указывает…
8. 2-метилпропен имеет скелет…
9. У C двойной связи на остальные связи остаётся валентностей…
10. Сначала при нумерации алкена минимизируют номер…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 13. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 13. Алкены. Структурная изомерия и номенклатура.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов
↑

Загрузка прогресса…