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)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=_________________。

(2)四种碳原子数之间的关系为n₁=_________________________________________。

(3)若分子中n₂=n₃=n₄=1，则该分子的结构简式可能为(任写一种)________________。

Answer

2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2或3n1＋2n2＋n3 n3＋2n4＋2

【解析】

（1）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，根据伯、仲、叔、季碳原子上的氢原子数依次为3、2、1、0个，可以得出氢原子数为n0=3n1+2n2+n3；烷烃分子中的碳原子总数为n=n1+n2+n3+n4,根据烷烃的组成通式CnH2n+2可知，氢原子的总数为n0=2n+2=2(n1+n2+n3+n4)+2，正确答案：2(n1＋n2＋n3＋n4)＋2或3n1＋2n2＋n3；

（2）仲碳（－CH2－）原子只有2个余价，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n1)为：叔碳原子数（n3）＋季碳原子数（n4）的2倍＋2，即：n1=n3+2n4+2；正确答案：n1=n3+2n4+2；

（3）若分子中n2=n3=n4=1，有1个季碳原子，增加2个甲基，有1个叔碳，增加1个甲基，所以碳原子总数=n2+n3+1+n4+2+2=8，烷烃的分子式：C8H18，满足n2=n3=n4=1结构简式有：、、，正确答案：或或。