Question

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)烷烃分子中氢原子数n₀与n₁、n₂、n₃、n₄之间的关系是n₀＝________或n₀＝________。

(2)四种碳原子数之间的关系为n₁＝________。

(3)在烷烃的取代反应中，伯、仲、叔三种氢原子被取代的几率(机会)不同，但同类氢原子被取代的几率(机会)可视为相同。将n mol 2,2,3-三甲基戊烷与适量氯气在光照下反应，能生成________种一氯代物和________ mol HCl。

Answer 1

解析：只有伯、仲、叔碳原子上含有氢原子，因此氢原子总数应该是伯、仲、叔碳原子上含有的氢原子数之和。由于是烷烃分子，其通式为C_nH_2n＋2，也就得出了烷烃分子内的总氢原子数与总碳原子数之间的关系；再根据第(1)小题的总氢原子数与伯、仲、 碳原子数之间的关系，很方便地就可求出伯碳原子数与仲、叔、季碳原子数之间的关系式。当然解决本题还可以利用仲、叔、季碳原子的自身特点求解：仲碳原子只有2个余价，我们可以直接将其插入碳链中，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(即—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。

2,2,3-三甲基戊烷中不等效氢有5种，一氯代物有5种，同时生成n mol HCl。

答案：(1)3n₁＋2n₂＋n₃　2(n₁＋n₂＋n₃＋n₄)＋2

(2)n₃＋2n₄＋2　(3)5　n