甲苯是平面结构吗?
不是,甲苯含有甲基,甲基是立体结构的,苯环是平面结构。
甲苯最多有13个原子共平面,一个苯基是11个原子,加上甲基的C原子与甲基的一个H原子【把甲苯看成是CH4的一个H被苯基取代的产物,1个CH4最多是C与2个H共平面】。
最少是12个原子共平面,苯基与甲基的C原子。
同时存在甲基和苯环,先考虑体积大的基团(苯环),所以甲苯是正六边形的结构。
至于为什么是正六边形而不是六边形,是因为由于甲基的存在,苯环会有略微的变形,但是因为苯环有大派键,甲基又是给电子的基团,导致甲基对苯环的影响微乎其微,一般我们就认为甲苯的空间构性是正六边形了
乙苯中乙基里有一个碳不一定与苯环上的碳原子在同一平面.
一、首先要掌握以下其最简单有机物的空间构型:
1、甲烷的空间构型—— 正四面体型: 5个原子中最多有3个原子共平面。
2、苯的空间构型—— 平面六边型:六个碳原子和六个氢原子12个原子共平面。
二、结构不同的基团连接后原子共面分析
1.直线与平面连接:直线结构中如果有2个原子(或者一个共价键)与一个平面结构共用,则直线在这个平面上。
如苯乙炔:中间两个碳原子既在苯的平面上,又在乙炔直线上,所以直线在平面上,所有原子共平面。
2、平面与平面连接:如果两个平面结构通过单键相连,则由于单键的旋转性,两个平面不一定重合,但可能重合。
如苯乙烯分子中共平面原子至少12个,最多16个。
3.平面与立体连接:如果甲基与平面结构通过单键相连,则由于单键的旋转性,甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。
如丙烯分子中,共面原子至少6个,最多7个。
甲苯属于第三种情况:平面与立体连接,苯环上的六个碳以及与苯环上的碳直接相连的另六个原子(5个氢原子和1个碳原子)共12个原子一定共面,另外则由于单键的旋转性,甲基的一个氢原子可能暂时处于这个平面上。所以最多是13个原子共面。
考查有机物的结构特点。环己烷中的碳原子均是饱和碳原子,不可能在同一平面上,A错误。苯是平面型结构,因此凡是和饱和直接相邻的任何原子都一定在这个平面上,B正确。苯环和碳碳双键都是平面型结构,但由于C-C单键可以旋转,所以苯乙烯中的所有原子就不一定是平面型结构,C错误。甲苯中甲基碳原子是饱和碳原子,构成四面体,所以所有的原子不在同一平面上。答案选B。
2、苯环上所有原子是共面的。甲苯是苯环上的一个氢被甲基取代,则甲基上的碳等同于原来在此位置上的氢,仍与苯环共面。
3、甲基的结构是四面体,四面体碳最多可以有三个原子共面,现在已有两个跟苯环共面,即甲基碳及甲基所连的苯环上的碳,只可再有一个氢共面,即共面的原子总数为13。
处理这类问题的首要就是记住那些特殊的,例如甲烷为正四面体分子,乙烯为平面分子,乙炔为直线型分子。还是以甲苯为例,换个角度看,相当于甲烷中的一个氢原子被苯基取代,那么与苯基直接相连的甲烷碳是与苯环上所有原子在同一平面的,只是其他三个氢原子不与之在一个平面罢了
再例如乙烯分子中的一个氢原子被一个甲基取代,那么这个甲基中的碳是原乙烯分子在同一平面的,它此时仅是顶替了原来那个氢原子的位置,但此时不能说丙烯所有原子在同一平面,因为那个甲基中的三个氢原子是不与其他的在同一平面的