第一讲、有机化学基础概要
一、有机化和物和有机化学的涵义
有机化学(organic chemistry)是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学,是化学学科的一个分支,它的研究对象是有机化合物。
什么是有机化合物呢?早期化学家将所有物质按其来源分为两类,人们把从生物体(植物或动物)中获得的物质定义为有机化合物,无机化合物则被认为是从非生物或矿物中得到的。
现在绝大多数有机物已不是从天然的有机体内取得,但是由于历史和习惯的关系,仍保留着“有机”这个名词。 二、有机化合物的特点 1.组成和结构之特点
有机化合物:种类繁多、数目庞大(已知有七百多万种、且还在不但增加) 但组成元素少(C, H, O,N ,P,S,X等) 原因:1)C原子自身相互结合能力强
2)结合的方式多种多样(单键、双键、三键、链状、环状)
3)同分异构现象(构造异构、构型异构、构象异构) 例如,C2H6O就可以代表乙醇和甲醚两种不同的化合物、
2.物理性质方面特点 1) 挥发性大,熔点、沸点低
2) 水溶性差(大多不容或难溶于水,易溶于有机溶剂) 3.化学性质方面的特点 1) 易燃烧
2) 热稳定性差,易受热分解(许多化合物在200~300度就分解)
3) 反应速度慢
4) 反应复杂,副反应多
三、有机化合物的分类 1. 按基本骨架分类
(1) 脂肪族化合物: 分子中碳原子相互结合成碳链或碳环。 (2) 芳香族化合物: 碳原子连接成特殊的芳香环。
(3) 杂环化合物: 这类化合物具有环状结构,但是组成环的原子除碳外,还有氧.硫.氮等其他元素的原子。 2. 按官能团分类
官能团是决定某类化合物的主要性质的原子、原子团或特殊结构。显然,含有相同官能团的有机化合物具有相似的化学性质。
常见的官能团及相应化合物的类别
CC碳碳双键 烯烃
碳碳叁键 C C 炔烃 卤素原子 —X 卤代烃 羟基 —OH 醇、酚
醚基 C O C 醚
O
醛基 醛 C H O羰基 酮等
C O羧基 羧酸
COH O酰基 酰基化合物
RC
氨基 —NH2 胺
硝基 —NO2 硝基化合物 磺酸基 —SO3H 磺酸
巯基 —SH 硫醇、硫酚 氰基 —CN 腈
四、有机化合物结构的表示方法
凯库勒式 : 展开式 缩写式
HHHCCCCHCCHHCHCH
CHCHCHCH
或键线式
OO
第二讲 烷烃
分子中只有C、H两种元素的有机化合物叫做烃
由碳和氢两种元素组成的饱和烃称为烷烃。通式: CnH2n+2
第一节 烷烃的同系列及同分异构现象
一、烷烃的同系列
最简单的烷烃是甲烷,依次为乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等,它们的分子式、构造式为:
分子式 结构式 构造简式 甲烷CH4 CH4
乙烷C2H6 CH3CH3
丙烷C3H8 CH3CH2CH3
丁烷C4H10CH3CH2CH2CH3
从上述结构式可以看出,链烷烃的组成都是相差一个或几个CH2(亚甲基)而连成碳链,碳链的两端各连一个氢原字。
故:通式烷烃的为或CnH2n+2。
具有同一通式,结构和化学性质相似,组成上相差一个或多个CH2的一系列化合物称为同系列。
同系列中的化合物互称为同系物。
由于同系列中同系物的结构和性质相似,其物理性质也随着分之中碳原子数目的增加而呈规律性变化,所以掌握了同系列中几个典型的有代表性的成员的化学性质,就可推知同系列中其他成员的一般化学性质,为研究庞大的有机物提供了方便。
在应用同系列概念时,除了注意同系物的共性外,还要注意它们的个性(因共性易见,个性则比较特殊),要根据分子结构上的差异来理解性质上的异同,这是我们学习有机化学的基本方法之一。 二、烷烃的同分异构现象 1.异构现象
甲、乙、丙烷只有一种结合方式,无异构现象,从丁烷开始有同分异构现象,可由下面方式导出,
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