同分异构体数目怎么算(同分异构体的数学算法)

导语：高考热点：同分异构体数目的确定技巧

同分异构体是有机化学中的重点内容，同分异构体数目的确定是高考考查中常见的题型。常见的判断技巧如下：

一、“等效氢”法

　对于烃的一元取代物数目的确定，实质上是看处于不同位置的氢原子数目，可用“等效氢”法判断。将处于相同位置的氢原子称为“等效氢”：　①同一碳原子上的氢原子是等效的；②同一碳原子上所连的甲基上的氢原子是等效的；③处于对称位置上的氢原子是等效的。

运用“等效氢”法，关键是先找出对称面，从而判断“等效氢”，然后根据“等效氢”的数目来确定同分异构体的数目。

　【例1】 “立方烷”是人工合成的一种烃，其分子呈正方体结构。如图所示：

　　其一氯代物的种数是

　A、4种 B、2种 C、8种 D、1种

【解析】根据“立方烷”空间结构的对称性，易知该分子中只有1种“等效氢”，因而一氯代物只有1种。答案为D。

【答案】D

【拓展应用】对于烃的衍生物，如果分子中只含一个官能团，同分异构体数目的确定也可采取此法：将官能团去取代“等效氢”，有几种“等效氢”就有几种该类烃的衍生物。如C5H11Cl、C5H11OH的结构均有8种，这是因为C5H12有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体，其中正戊烷有3种“等效氢”， 异戊烷有4种“等效氢”， 新戊烷有1种“等效氢”， C5H12共有8种“等效氢”。

二、定一动一法

　　对于烃的二元取代物数目的确定，结合“等效氢”法，先分析母体对称性，确定被第一个取代基取代的产物种数，然后在第一个取代基位置确定的物质中，再分析其对称性，看可被第二个取代基取代的氢原子种数，确定被两个取代基同时取代的产物种数。

【例2】已知化合物萘的结构简式为

，则二氯萘的种数是

A、4种 B、10种 C、2种 D、14种

【解析】萘分子结构的对称性如图：

可见萘的一元取代位置有两种，所以一氯取代物有两种。当第一个氯原子取代①号氢时，萘的一氯代物无对称关系，第二个氯原子有7个位置可代入，此时二氯萘有7种；当第一个氯原子取代②号氢时，为避免重复， 第二个氯原子不能取代与①号相当的氢（4个位置），只有3个位置可代入，此时二氯萘有3种，所以二氯萘共有10种。

【答案】B

三、换元法

对于多元取代物数目的确定，可结合有机物分子里氢原子数目，理解相对位移的观点，采取换元法来确定。

【例3 】已知二氯苯的同分异构体有三种，从而可以推知四氯苯的同分异构体数目是

A．2种　　 B．3种　　　 C．4种　　　 D．5种

【解析】二氯苯的分子式为C6H4Cl2，分子中2个Cl的位置有三种可能，就意味着4个H的位置也有三种可能；若将4个H换为4个Cl，同时将2个Cl换成2个H，则4个Cl的位置同样有三种可能，此时为四氯苯（C6H2Cl4）。答案为B。

【答案】B

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