立方烷的一氯代物有几种?想不想知道这个化学小问题的答案?别急,接下来就为你揭秘!


立方烷(cubane)是一种具有六边形对称性的碳氢化合物,其分子结构类似于一个正六面体。立方烷的一氯代物指的是立方烷分子中的一个碳原子被氯原子取代形成的化合物。

要计算立方烷的一氯代物的种类,我们需要考虑立方烷分子中碳原子的位置和数量。由于立方烷是对称的,我们可以将其分为两个部分:一个正六边形的中心碳原子和围绕它的六个等价碳原子。每个等价碳原子可以与中心碳原子形成四个共价键,因此总共有12个碳原子。

对于立方烷的一氯代物,我们需要确定氯原子可以替代哪个碳原子。由于立方烷是对称的,氯原子可以替代任意一个碳原子。对于每个碳原子,都有4种可能的选择。

现在,我们将这个信息应用到整个分子上。由于立方烷是对称的,我们可以将问题简化为在6个等价碳原子中选择4个来放置氯原子。这是一个组合问题,可以用组合数学中的公式来解决。

组合数 C(n, k) 表示从 n 个不同元素中取出 k 个元素的组合数。在这个例子中,我们有 n = 6(因为立方烷有6个等价碳原子),而 k = 4(因为每个碳原子都可以被氯原子替代)。组合数 C(6, 4) 等于 6! / (4! (6-4)!) = 6! / (4! 2!) = (6 5 4 3 2 1) / (4 3 2 1) = 70。

这意味着立方烷的一氯代物共有 70 种不同的化合物。这些化合物包括了所有可能的氯原子替代位置,每种位置都有4种可能的替代方式。