搜搜做题作业网C5H12的碳原子为什么不共面
来源：学生作业帮 编辑：搜搜做题作业网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/15 06:18:49
C5H12的碳原子为什么不共面
我知道每个CH3是空间正四面体，但C原子可以共面啊 正戊烷分子中的5个C原子是可以共面吗？
我们老师说不能。
我知道每个CH3是空间正四面体，但C原子可以共面啊 正戊烷分子中的5个C原子是可以共面吗？
我们老师说不能。
C5H12共有3种结构,其中的碳原子四条价键确实都是正四面体形排布.因此一个C上连着的4个原子中只有2个可以跟它共面.
①正戊烷分子中的5个C原子是可以共面的——呈锯齿形排列,只是不能共线而已,2~4号碳上的H则分别位于该平面的上下,1、5号碳上分别有一个H可以在该平面内,另2个H也在平面上下.
②异戊烷（2-甲基丁烷）分子中主链上的4个C原子也可以共面——同样呈锯齿形排列,类似于正丁烷；但当这4个C共面时,主链2号C上的支链碳原子则不能与其它的碳共面；因为2号C共连接4个原子（3个C和1个H）,其中的2个原子可以和2号C共面,而另外两个则分别位于该面的上下.当主链的4个碳共面,此时2号碳与1、3号碳共面,因此2号碳上连接的H和支链碳便一定分别位于主链平面的两侧；
假如要1、2号碳和支链碳共面,那么2号碳所连接的乙基（3、4号碳）势必要在这个平面外部；
假如要2、3号碳和支链碳共面,那么5号碳可以在这个面内,但1号碳势必在这个面外部.（这和第一种情况即主链4碳共面是相同的,因为1号碳和支链碳都连在2号碳上,位置可以互换）
因此异戊烷的5个C原子不可能共面.
③正戊烷就不用说了,5个C分别位于正四面体的中心和顶点,定然有且只有3个碳（含中心碳）可以共面.
【答案补充】
你明白-CH3是正四面体结构这很好,但是你可以往前推一步,为什么只有-CH3才是正四面体结构?难道是氢原子有什么特殊性质?显然不是,假如把甲基-CH3上的3个H都换成C原子,比如叔丁基-C(CH3)3,那么照样只有3个碳（含中间的叔碳）可以共面.
实际上只要没有不饱和键（碳碳双、叁键或苯环等）,1个碳原子的4条单键都是四面体结构（当所连4个原子团相同时则是正四面体结构）,和它以单键直接连接的4个原子（不管是什么原子）则位于四面体顶点.比如CH3Cl分子也是四面体结构,而CCl4则是正四面体结构.
再转回你说的戊烷,即使某个碳上同时连接C和H,那么在这体心+顶点共5个原子中,体心碳原子只能和2个顶点原子共面,而另两个注定要在这个面的上下.实际上要深究的话,这实际上是由碳原子的sp3轨道杂化方式决定的.因此在所有的烷烃（链状烷烃和环烷烃）中,所有的碳原子4条键都是正四面体结构.
再具体的我在上面都写出来了,还有不明白的再补充^_^
【答案补充again】
骄子童鞋,或许你是把“共面”和“共线”听混或者搞混了?正戊烷碳链上的5个碳是可以共面的,但是不可以共线.你或许可以再问问你们老师它们不能共面的理由,具体问问ta这个锯齿状构型的事.
①正戊烷分子中的5个C原子是可以共面的——呈锯齿形排列,只是不能共线而已,2~4号碳上的H则分别位于该平面的上下,1、5号碳上分别有一个H可以在该平面内,另2个H也在平面上下.
②异戊烷（2-甲基丁烷）分子中主链上的4个C原子也可以共面——同样呈锯齿形排列,类似于正丁烷；但当这4个C共面时,主链2号C上的支链碳原子则不能与其它的碳共面；因为2号C共连接4个原子（3个C和1个H）,其中的2个原子可以和2号C共面,而另外两个则分别位于该面的上下.当主链的4个碳共面,此时2号碳与1、3号碳共面,因此2号碳上连接的H和支链碳便一定分别位于主链平面的两侧；
假如要1、2号碳和支链碳共面,那么2号碳所连接的乙基（3、4号碳）势必要在这个平面外部；
假如要2、3号碳和支链碳共面,那么5号碳可以在这个面内,但1号碳势必在这个面外部.（这和第一种情况即主链4碳共面是相同的,因为1号碳和支链碳都连在2号碳上,位置可以互换）
因此异戊烷的5个C原子不可能共面.
③正戊烷就不用说了,5个C分别位于正四面体的中心和顶点,定然有且只有3个碳（含中心碳）可以共面.
【答案补充】
你明白-CH3是正四面体结构这很好,但是你可以往前推一步,为什么只有-CH3才是正四面体结构?难道是氢原子有什么特殊性质?显然不是,假如把甲基-CH3上的3个H都换成C原子,比如叔丁基-C(CH3)3,那么照样只有3个碳（含中间的叔碳）可以共面.
实际上只要没有不饱和键（碳碳双、叁键或苯环等）,1个碳原子的4条单键都是四面体结构（当所连4个原子团相同时则是正四面体结构）,和它以单键直接连接的4个原子（不管是什么原子）则位于四面体顶点.比如CH3Cl分子也是四面体结构,而CCl4则是正四面体结构.
再转回你说的戊烷,即使某个碳上同时连接C和H,那么在这体心+顶点共5个原子中,体心碳原子只能和2个顶点原子共面,而另两个注定要在这个面的上下.实际上要深究的话,这实际上是由碳原子的sp3轨道杂化方式决定的.因此在所有的烷烃（链状烷烃和环烷烃）中,所有的碳原子4条键都是正四面体结构.
再具体的我在上面都写出来了,还有不明白的再补充^_^
【答案补充again】
骄子童鞋,或许你是把“共面”和“共线”听混或者搞混了?正戊烷碳链上的5个碳是可以共面的,但是不可以共线.你或许可以再问问你们老师它们不能共面的理由,具体问问ta这个锯齿状构型的事.