Question

具有n个不对称碳原子的化合物一定有2n个立体异构体为啥？

Answer 1

化合物中的立体异构体数量是由它们的对映异构体数量决定的。对映异构体是指分子在其所有原子的连接方式和键的方向上均相同，但是它们镜像对称的分子。对于含有 n 个不对称碳原子的化合物，可以有 2ⁿ 个对映异构体，因为每个不对称的碳原子可以产生两个立体异构体。这是因为不对称碳原子有四个不同的官能团与之相连，并且这些官能团可以在空间上排列成两种不同的方式，从而导致立体异构体的出现。
例如，对于含有一个不对称碳原子的化合物，它可以由一对对映异构体组成。当含有两个不对称碳原子的化合物时，就会产生 2² = 4 个对映异构体。当含有三个不对称碳原子的化合物时，就会产生 2³ = 8 个对映异构体。以此类推，含有 n 个不对称碳原子的化合物就会产生 2ⁿ 个对映异构体，因此会有 2ⁿ 个立体异构体。