Question

【題目】在烷烴分子中的基團：CH3—、—CH2—、中的碳原子，分別稱為伯、仲、叔、季碳原子，數目分別用n1、n2、n3、n4表示。

例如：分子中，n1＝6，n2＝0，n3＝2，n4＝1。在烷烴(除甲烷外)分子中，各種類型的原子個數之間存在著一定的關系。試根據不同烷烴的組成和結構，分析出烷烴(除甲烷外)中各原子數的關系。

(1)烷烴分子中氫原子數為A，A與n1、n2、n3、n4的關系是：A＝________，或A＝________。

(2)四種碳原子數之間的關系為n1＝________。

(3)若某烷烴分子中n2＝n3＝n4＝1，寫出該分子的結構簡式和鍵線式，并對其進行命名：___________________。

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）由題知，伯、仲、叔、季碳原子上分別連有H原子個數為3、2、1，0故A=3n1＋2n2＋n3；又由烷烴的通式CnH2n＋2中氫原子個數與碳原子個數之間的關系可寫出：A=2nc+2=2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2；

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

（3）該烷烴分子中含有一個仲碳原子、一個叔碳原子、一個季碳原子，由第(2)小題可知，伯碳原子數(—CH3)為5個，由于—CH3只能連在鏈端，而不能夾在中間，所以只需將進行組合連接，然后再補上—CH3即可。

因為伯、仲、叔、季碳原子結合的H原子分別為3、2、1、0個，所以根據伯、仲、叔碳原子數即可確定烷烴分子中H原子數為3n1＋2n2＋n3；根據烷烴的分子通式為CnH2n＋2，n＝n1＋n2＋n3＋n4，即可確定烷烴分子中的H原子數為2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2。

故答案為： 3n1＋2n2＋n3；2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2 ；

由(1)中H原子數的關系可得3n1＋2n2＋n3＝2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2，整理即得n1＝n3＋2n4＋2 。

故答案為：n3＋2n4＋2；

(3)依題意，分別將三個基團變換位置，寫出共三種結構簡式，然后按主鏈碳最多、支鏈數之和最小，相同基團合并命名的規則給予命名。

故答案為：　　2,2,3-三甲基戊烷；

　　2,3,3-三甲基戊烷；

　　2,2,4-三甲基戊烷。