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＝1，n3＝2

题型：不详难度：来源：

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＝1，n₃＝2，n₄＝1。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)烷烃分子中氢原子个数为n₀，n₀与n₁、n₂、n₃、n₄的关系是n₀＝________或n₀＝________。
(2)四种碳原子数之间的关系为________。
(3)若某分子中n₂＝n₃＝n₄＝1，写出该分子的可能的结构简式：________。

答案

解析

(1)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C_nH_2n＋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。(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。本题还可以利用仲、叔、季碳原子的自身特点求解：仲碳原子()只有两个余价，我们可以直接将其插入碳链中，而无需再接其他原子或原子团；叔碳原子()插入碳链中，还有一个余价，因此它还需要连接一个一价基团，即—CH₃；季碳原子()插入碳链中，还有两个余价，因此它还需要连接两个一价基团，即—CH₃，再加上两端所连的两个一价基团(—CH₃)，因此所含—CH₃个数(即伯碳原子数)为叔碳原子数＋季碳原子数的2倍＋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。