Question

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(shù)目分別用n₁、n₂、n₃、n₄表示。例如：

分子中，n₁＝6、n₂＝1、n₃＝2、n₄＝1。試根據(jù)不同烷烴的組成結(jié)構(gòu)，分析出烷烴(除甲烷外)中各原子數(shù)的關(guān)系。

(1)烷烴分子中氫原子數(shù)n₀與n₁、n₂、n₃、n₄之間的關(guān)系是n₀＝________或n₀＝________。

(2)四種碳原子數(shù)之間的關(guān)系為n₁＝________。

(3)在烷烴的取代反應中，伯、仲、叔三種氫原子被取代的幾率(機會)不同，但同類氫原子被取代的幾率(機會)可視為相同。將n mol 2,2,3-三甲基戊烷與適量氯氣在光照下反應，能生成________種一氯代物和________ mol HCl。

Answer 1

解析：只有伯、仲、叔碳原子上含有氫原子，因此氫原子總數(shù)應該是伯、仲、叔碳原子上含有的氫原子數(shù)之和。由于是烷烴分子，其通式為C_nH_2n＋2，也就得出了烷烴分子內(nèi)的總氫原子數(shù)與總碳原子數(shù)之間的關(guān)系；再根據(jù)第(1)小題的總氫原子數(shù)與伯、仲、 碳原子數(shù)之間的關(guān)系，很方便地就可求出伯碳原子數(shù)與仲、叔、季碳原子數(shù)之間的關(guān)系式。當然解決本題還可以利用仲、叔、季碳原子的自身特點求解：仲碳原子只有2個余價，我們可以直接將其插入碳鏈中，叔碳原子()插入碳鏈中，還有一個余價，因此它還需要連接一個一價基團(即—CH₃)；季碳原子()插入碳鏈中，還有兩個余價，因此它還需要連接兩個一價基團(即—CH₃)，再加上兩端所連的兩個一價基團(即—CH₃)，因此所含—CH₃個數(shù)(即伯碳原子數(shù))為叔碳原子數(shù)＋季碳原子數(shù)的2倍＋2。

2,2,3-三甲基戊烷中不等效氫有5種，一氯代物有5種，同時生成n mol HCl。

答案：(1)3n₁＋2n₂＋n₃　2(n₁＋n₂＋n₃＋n₄)＋2

(2)n₃＋2n₄＋2　(3)5　n