高中化学选修五(第一章认识有机化合物)一、有机化合物的分类
有机化合物从结构上有两种分类方法:
一是按照构成有机化合物分子的碳的骨架来分类;二是按反映有机化合物特性的特定原子团来分类。
1、按碳的骨架分类
[琏状化合物(如
有机化合物%脂环化合物(如)
〔环狀化合物{x
芳香化合物(如「』)
2、按官能团分类
三、有机化合物的命名
1、烷烃的命名
烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团叫做烃基。烷烃失去一个氢原子剩余的原子团就叫烷基,以英文
缩写字母R表示。例如,甲烷分子失去一个氢原子后剩余的原子团"一CH 3”叫做甲基,乙烷(CH 3CH 3)分子
失去一个氢原子后剩余的原子团“一CH2CH3”叫做乙基。
烷烃可以根据分子里所含碳原子数目来命名。碳原子数在十以内的用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、
壬、癸来表示。例如,CH4叫甲烷,C5H12叫戊烷。碳原子数在十以上的用数字来表示。例如,C17H36叫十
七烷。前面提到的戊烷的三种异构体,可用“正”“异” “新”来区别,这种命名方法叫习惯命名法。由于烷
烃分子中碳原子数目越多,结构越复杂,同分异构体的数目也越多,习惯命名法在实际应用上有很大的局限
性。因此,在有机化学中广泛采用系统命名法。下面以带支链的烷烃为例,初步介绍系统命名法的命名步骤。
(1)选定分子中最长的碳链为主链,按主链中碳原子数目称作“某烷”。
(2)选主链中离支链最近的一端为起点,用1, 2,3等阿拉伯数字依次给主链上的各个碳原子编号定位,
以确定支链在主链中的位置。例如:
(3)将支链的名称写在主链名称的前面,在支链的前面用阿拉伯数字注明它在主链上所处的位置,并在数字与名称之间用一短线隔开。例如,用系统命名法对异戊烷命名:
CH3
⑷如果主链上有相同的支链,可以将支链合并起来,用等数字表示支链的个数。两个表示
支链位置的阿拉伯数字之间需用隔开。
C 2H 5 CHq
H,C CHy CH 2 CH CH 2 CH-CH 5
2 —甲基一4 —乙基庚烷
2、烯烃和炔烃的命名
前面已经讲过,烷烃的命名是有机化合物命名的基础,其他有机物的命名原则是在烷烃命名原则的基础 上延伸出来的。下面,我们来
学习烯烃和炔烃的命名。
(1) 将含有双键或三键的最长碳链作为主链,称为“某烯”或“某炔” 。
(2) 从距离双键或三键最近的一端给主链上的碳原子依次编号定位。
(3) 用阿拉伯数字标明双键或三键的位置 (只需标明双键或三键碳原子编号较小的数字 )。用“二” “三"等
表示双键或三键的个数。
例如:
12 3 4
1 2 5 4 5
CH 2- CH —CH 2 CH 3
CI 【3—CY-CH 厂CH J
1—丁烯
2—戊炔
CH 3
CH- CH^ HC C 一CH 》一CH -CH,
5 6
12
3
4
5
2 —甲基一2,4 —己二烯
4 —甲基一1 —戊炔
3、苯的同系物的命名
CH3
卜
F 面以2, 3 —二甲基己烷为例,对一般烷烃的命名可图示如下:
苯的同系物的命名是以苯作母体的。苯分子中的氢原子被甲基取代后生成甲苯,被乙基取代后生成乙苯
如果两个氢原子被两个甲基取代后,则生成的是二甲苯。由于取代基位置不同,二甲苯有三种同分异构
体。它们之间的差别在于两个甲基在苯环上的相对位置不同,可分别用“邻”
若将苯环上的6个碳原子编号,可以某个甲基所在的碳原子的位置为 I 号,选取最小位次号给另一甲基
编号,则邻二甲苯也可叫做 1,2 —二甲苯,间二甲苯叫做 1,3 —二甲苯,对二甲苯叫做 1,4 —二甲苯。
四、研究有机化合物的一般步骤和方法
1、分离、提纯
(1) .蒸馏
蒸馏是分离、提纯液态有机物的常用方法。当液态有机物含有少量杂质,而且该有机物热稳定性较强, 与杂质的沸点相差较大时(一
般约大于30 C ),就可以用蒸馏法提纯此液态有机物。
(2) .重结晶
重结晶的首要工作是选择适当的溶剂,要求该溶剂: (1)杂质在此溶剂中溶解度很小或溶解度很大,易于
除去;(2)被提纯的有机物在此溶剂中的溶解度,受温度的影响较大。该有机物在热溶液中的溶解度较大,冷 溶液中的溶解度较小,冷却
后易于结晶析出,等等。
(3 ).萃取
萃取包括液一液萃取和固一液萃取。 液一液萃取是利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同,
“间”和“对”来表示
:
邻二甲苯
间二甲苯 对二甲苯
F 面是研究有机化合物一般要经过的几个基本步骤:
将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。液一液萃取是分离、提纯有机物常用的方法,分液漏斗是萃
取操作的常用玻璃仪器。一般是用有机溶剂从水中萃取有机物,常用的与水不互溶的有机溶剂有乙醚、石油 醚、二氯甲烷等。固一液萃取是用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程,在实验室和工厂中用专用的 仪器和设备进行这一操作。
分离、提纯后的有机物经过纯度鉴定后,可用于进行元素组成的分析、相对分子质量的测定和分子结构 的鉴定。
2、元素分析与相对分子质量的测定
(1 ).元素分析
元素定量分析的原理是将一定量的有机物燃烧,分解为简单的无机物,并作定量测定,通过无机物的质 量推算出组成该有机物元素原
子的质量分数,然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比,即确 定其实验式。
【例题】某含C 、H 、0三种元素的未知物 A ,经燃烧分析实验测定该未知物碳的质量分数为 52 . 16 %,
氢的质量分数为13 . 14 %,试求该未知物 A 的实验式。
元素分析只能确定组成分子的各原子最简单的整数比。有了实验式,还必须知道该未知物的相对分子
质量,才能确定它的分子式。目前有许多测定相对分子质量的方法,质谱法是最精确、快捷的方法。
2).相对分子质量的测定一一质谱法
质谱是近代发展起来的快速、微量、精确测定相对分子质量的方法。
20 30 40
50
质荷比①
它用高能电子流等轰击样品分子,使该分子失去电子
变成带正电荷的分子离子和碎片离子。分子离子、碎片离 子各自具有不
同的相对质量,它们在磁场的作用下到达检 测器的时间将因质量的不同
而先后有别,其结果被记录为 质谱图。右图中最右边的分子离子峰
(CH 3CH 2OH )表示的
是上面例题中未知物质 A 的相对分子质量。
31
100 -I
L CH ^OH
8()- 相 对旳. 丰
So.
+ 29
CHaCH?
27
45
X CH 3CH
=OH
46