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  等效氢

等效氢,是指在有机物分子中,位置等同的氢原子。显然有多少种等效氢,其一元取代物就有多少种。这种通过等效氢来确定一元取代物同分异构体数目的方法,叫等效氢法。

简介

判断“等效氢”有两个基本原则。第一条规则是同一碳原子上的氢原子是等效的;如CH₄中的4个氢原子等同。根据这个规律,含有n个碳原子的烃最多只有n种等效氢。第二条原则是等效碳原子上的氢原子是等效的。等效碳原子的判断方法有可以有两种。首先,同一碳原子上所连的相同基团的相同位置是等效的;如新戊烷C(CH₃)₄中的4个甲基上的12个氢原子等同,而C(CH₂CH₃)₄中的4个乙基中的对应碳原子等效12个氢原子等同。其次,处于对称位置上的碳原子是等效的,如乙烷和乙烯的两个碳原子等效;苯分子中的6个碳等效;CH₃C(CH₃)₂C(CH₃)₂CH₃上的6个碳原子等效(注意中心两个碳原子虽然等效却不产生等效氢原子)。

评价

“等效氢原子法”是判断同分异构体的最基本的一种方法。分子中等效氢原子有多少种,则一元取代物的结构就有多少种(有些特殊上的氢原子可能无法取代,如羟基上的氢)。如新戊烷(2,2,3,3—四甲基丁烷)的一氯代物只有一种;丙烷的一氯代物有2种(CH₃—CH₂—CH₃中两个甲基上的6个H原子等效,亚甲基上的二个氢原子等效,分子中共2种等效氢原子)。等效氢也可以用来判断核磁共振氢谱图特征峰的数目和强度。不同化学环境中的氢原子,其峰的位置是不同的。特征峰的数目反映了有机分子中等效氢的种类;使用核磁共振仪自带的自动积分仪可以对各峰的面积进行自动积分,得到的数值用阶梯式积分曲线高度表示出来。不同特征峰的强度比(或特征峰的高度比)反映了不同种类等效氢原子的数目比。例如CH₃CH2OH中,有3种H,则有3个峰,强度比为3:2:1。CH₃OCH₃中,只有一种H,则有1个峰。CH₃COOCH₃中有2种等效氢原子(注意由于酯基不是对称结构,该分子没有对称轴),个数比3:3(或者约分后变成1:1)。[1]

参考文献

  1. 等效氢搜狗