这个C?H?的基团,需要满足条件2和3。
条件2,能使溴褪色,说明含有不饱和键,比如碳碳双键或三键。
条件3,消耗4mol氢气。苯环加成需要3mol,那么剩下的1mol氢气就是与这个不饱和键反应。这精确地证明了,剩下的基团中含有一个碳碳双键(C=C)。
所有线索都指向了同一个结论:A的结构是在苯环和羧基之间,插入了一个-CH=CH-基团。
结构呼之欲出:C?H?-CH=CH-COOH。
她迅速在草稿纸上画出了这个结构,一种解出难题的快感油然而生。但她没有立刻写下答案,多年的刷题经验告诉她,越是看似顺利的题目,越要小心。她再次审视题干,目光落在了“所有可能”这四个字上。
所有……难道还有别的结构?
她把自己的推导过程反复检查了好几遍,逻辑严丝合缝,无懈可击。分子式、官能团、反应现象,所有条件都完美符合 C?H?-CH=CH-COOH 这个结构。
难道是同分异构体?她尝试移动官能团的位置,但无论怎么变,都无法同时满足所有四个条件。
时间一分一秒过去,她的眉头越锁越紧。自信心开始动摇,一种智力上的无力感笼罩了她。明明答案就在嘴边,却总觉得遗漏了什么至关重要的东西。
就在这时,身旁的陈启明似乎也遇到了难题。
他并没有在做顾知夏手中的习题,而是在看《工程制图》资料。他似乎在理解某个复杂零件图纸的设计,眉头微蹙,眼神里带着思索。
他似乎被某个细节卡住了,只见他从笔袋里拿出两支不同颜色的笔,将它们并排立在桌面上,模拟图纸上的两个凸起。他从正前方看过去,又换到侧面,最后俯身从正上方观察。
做完这个简单的动作后,他恍然大悟般地轻声自语,声音小到几乎听不见,却像一枚银针,精准地刺破了顾知夏的思维气泡:
“原来是这样……在主视图上看似并列的两个结构,从俯视图看,它们的相对位置竟然是完全不同的。二维的表达,终究是会骗人的。”
二维的表达,终究是会骗人的!
这句话如同一道惊雷,在顾知夏的脑海中轰然炸响!
她猛地低头,视线死死地钉在自己画出的那个 C?H?-CH=CH-COOH 结构式上。这不就是一个彻头彻尾的“二维表达”吗?!它只告诉了她原子之间是如何连接的,却完全没有体现它们在三维空间中的真实排布!
陈启明的三视图理论,瞬间为她打开了一扇全新的大门。她的化学式,就像那张“主视图”,看似只有一个答案。但如果加上“俯视图”和“左视图”呢?如果从不同的空间角度去观察这个分子呢?
双键!问题的核心就在那个碳碳双键上!
与可以自由旋转的单键不同,碳碳双键的结构是刚性的,像一根无法扭动的硬邦邦的短棍。连接在双键两端碳原子上的基团,其相对位置是被牢牢锁死的!
那么,C?H?-CH=CH-COOH这个结构,就必然存在两种截然不同的空间形态:
一种,是苯环(-C?H?)和羧基(-COOH)这两个大基团,位于双键的同一侧。这是一种形态,叫做顺式异构体。
另一种,是苯环和羧基,分别位于双键的两侧。这是截然不同的另一种形态,叫做反式异构体!
这两种分子,它们的化学式完全相同,连接方式也完全相同,但空间构型不同,导致它们的物理性质(如熔点、沸点)和某些化学性质也可能不同。它们是两种真实存在的、独立的物质!
答案,终于水落石出!题目中那个刁钻的“所有可能”,指的根本不是常规的碳链或官能团异构,而是隐藏在二维平面之下的——顺反异构!尽管课上有讲,书上也有相关的文字,但这是平常题目不会考的内容。
一股巨大的、纯粹的智力快感席卷了顾知夏的全身,让她因为激动而指尖发麻。她迅速提笔,在纸上清晰地画出了这两种结构,并在旁边工整地标注了“顺式”与“反式”。
解出难题的兴奋过后,一种更为复杂的情绪涌上心头。
她抬起头,看向身边的少年。他已经解决了自己的制图难题,重新沉浸在了书本的世界里,对刚才那句自言自语所引发的“化学风暴”一无所知。
她苦苦挣扎的思维困境,被他一句来自完全不同领域的感悟,轻而易举地一语道破。
他思考问题的方式,似乎天然就带着一种穿透表象、直达本质的洞察力。无论是化学分子还是机械零件,在他眼中,或许都遵循着某种共通的、关于空间与结构的底层逻辑。
这一刻,顾知夏心中那颗名为“向往”的种子,被这股混合着崇拜与好奇的甘泉彻底浇灌,猛然破土,茁壮生长。她忽然觉得,自己过去追求的那些分数和排名,都显得那么单薄。她真正渴望的,是像陈启明那样,拥有能够跨越学科界限、洞悉事物本质的思维方式。
她想进入他的世界,那个由严谨的逻辑、精妙的结构和无穷的未知所构成的、闪闪发光的世界。
她的目光不由自主地落在他专注的侧脸上,阳光为他清秀的轮廓镀上了一层柔和的光晕。那微蹙的眉头,那深邃的眼眸,在她心中漾开一圈又一圈的涟漪,带着一丝敬佩,一丝仰望,还有一丝她自己都未曾察觉的、悄然萌动的少女心事。
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