常见有机物及官能团

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常见有机物及官能团

一、基本概念

1、有机化学:研究碳化合物的学科;除了碳酸盐、碳的部分氧化物、碳酸氢盐及某些含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物。

2、化学键:简称键,是分子或原子之间形成特定结构的相互作用力。分为离子键、金属键和共价键。

3、键能:打破化学键所需的能量

4、共价键:(因为有机物一般由共价键形成,在这里只介绍共价键)两个或多个原子共同使用它们的外层电子,在理想情况下达到电子饱和的状态,由此组成比较稳定和坚固的化学结构叫做共价键。以共价键形成的化合物叫共价化合物。

5、电离能:原子失去外层电子所需的能量,失去第一个电子所需的能量叫做第一电离能,记作(I1);失去第二个电子所需的能量叫第二电离能,记作(I2):以此类推。一般地,I1

6、电负性:原子吸引电子的能力,决定物质和键是否有极性。

7、极性:两个成共价键的原子中,正点中心与负电中心分离(即两原子电负性之差的绝对值在0.6-1.7),这样的键叫做极性共价键;反之为非极性共价键(小于0.6)。在以极性共价键结合的分子中,正点中心与负电中心分离,这样的分子叫做极性分子;反之则为非极性分子。键为极性,分子不一定呈极性,反之亦然。

二、常见有机物

1、烃类:仅由碳氢两种元素组成的化合物,分为烷烃、烯烃与炔烃。烯烃和炔烃统称为不饱和烃

(1)烷烃:即饱和烃,仅由碳碳单键和碳氢单键构成的烃类,“烷”即饱和的意思。分为直链烷烃、支链烷烃、环烷烃及芳香烃。

(2)烯烃:除碳碳单键和碳氢单键之外仅存在碳碳双键的烃类。分为只有一个双键的单烯烃和有两个或以上双键的多烯烃。

(3)炔烃:含有碳碳三键的烃类。(里面也可以有双键)分为只有一个碳碳三键的单炔烃,含有两个或以上的多炔烃和既有三键又有双键的烯炔烃。

2、醇类:可以看做是烃类的氢原子被羟基(-OH)代替,且羟基连接在非苯环碳原子上。如果是烯烃被代替,则称为烯醇;如果是炔烃被代替,则为炔醇。如果分子里(非苯环)只有一个羟基,则为一元醇,有两个或以上则称多元醇。还有一种分类为:脂肪醇、脂环醇和芳香醇。

3、醛类:可以看做是烃类的氢原子被醛基(-CHO)代替,醛基可以连接在苯环碳原子上。可以通过醇类被氧化得来。分子内有一个醛基,为一元醛,有两个或以上为多元醛。

4、羧酸:可以看作是烃类的一个基团被羧基(-COOH)代替,羧基可以任意连接。可以由醇类或醛类氧化获得。分为:只有一个羧基的一元酸和有两个或以上的多元酸。或者分为低级酸、脂环酸和高级脂肪酸。

5、醚类:可以看做是两个相同或相邻烷基(烷烃失去一个氢原子)

被一个氧原子连接起来,具有醚键(-O-)。

示例:相同烷基:1-乙醚:H3C-O-CH3

相邻烷基:甲基乙基醚:H3C-O-CH2-CH3

6、酚类:羟基直接连在苯环上形成酚,有只有一个羟基(苯环上)的一元酚和有两个或以上的多元酚。被氧化生成苯醛类或苯羧酸。

7、羧酸酯:由羧酸和醇类或酚类脱水缩合而成,结构通式为:R-COO-R’。其中R来自羧酸,R’来自醇或酚。

示例:制取乙酸乙酯:CH3-COOH+CH2-CH3-OH→CH3-COO-CH2-CH3 +H20

其中,CH3COOCH2CH3就是乙酸乙酯,由酯键连接。

三、常见官能团

1、羟基:羟基(-OH),又称氢氧基,是一种常见的极性基团。是由一个氢原子和一个氧原子组成的一价原子团,与水有某些相似的性质,羟基与水可形成氢键,在无机化合物水溶液中以带负电荷的离子形式存在,称为氢氧根。

2、羰基:羰基是由碳和氧两种原子通过双键连接而成的有机官能团(-C=O-)。是醛,酮,羧酸,羧酸衍生物等官能团的组成部分。由一个 sp2或sp杂的碳原子与一个氧原子通过双键相结合而成的基团。

3、羧基:羧基是由一个碳原子、两个氧原子和一个氢原子组成:可以看作羟基上的氧原子和羰基上的碳原子连接而成。化学式-COOH。

确切地说是一个氢原子共享2个氧原子,因为碳原子与两个氧原子之间形成大Π键(离域键),故2个氧原子对氢原子的作用是等价的。

4、醛基(甲酰基):羰基跟氢原子相连而组成的一价原子团,叫做醛基,醛基结构简式是-CHO,醛基是亲水基团。化学性质较活泼,容易被氧化成羧基。

5、巯基:巯基又称氢硫基或硫醇基。是由一个硫原子和一个氢原子相连组成的负一价原子团,化学式为(-SH)。具有臭味和弱酸性,易被氧化。

6、氰基:氰基(-CN),由一个碳原子以三键连接一个氮原子组成。氰基中的三键给予氰基以相当高的稳定性,使之在通常的化学反应中都以一个整体存在。因该基团具有和卤素类似的化学性质,常被称为拟卤素。

7、烃基:烃类失去一个氢原子形成的基团,有烷基、烯基、炔基和烯炔基四种。有复杂的结构以及种类,可以作为取代基参与反应,具有烃类的性质。