有機(jī)化學(xué)知識點(diǎn)歸納(一)
一、同系物
結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團(tuán)的物質(zhì)物質(zhì)。
同系物的判斷要點(diǎn):
1、通式相同,但通式相同不一定是同系物。
2、組成元素種類必須相同
3、結(jié)構(gòu)相似指具有相似的原子連接方式,相同的官能團(tuán)類別和數(shù)目。結(jié)構(gòu)相似不一定完全相同,如CH3CH2CH3和(CH3)4C,前者無支鏈,后者有支鏈仍為同系物。
4、在分子組成上必須相差一個或幾個CH2原子團(tuán),但通式相同組成上相差一個或幾個CH2原子團(tuán)不一定是同系物,如CH3CH2Br和CH3CH2CH2Cl都是鹵代烴,且組成相差一個CH2原子團(tuán),但不是同系物。
5、同分異構(gòu)體之間不是同系物。
二、同分異構(gòu)體
化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱同分異構(gòu)體。
1、同分異構(gòu)體的種類:
⑴ 碳鏈異構(gòu):指碳原子之間連接成不同的鏈狀或環(huán)狀結(jié)構(gòu)而造成的異構(gòu)。如C5H12有三種同分異構(gòu)體,即正戊烷、異戊烷和新戊烷。
⑵ 位置異構(gòu):指官能團(tuán)或取代基在在碳鏈上的位置不同而造成的異構(gòu)。如1—丁烯與2—丁烯、1—丙醇與2—丙醇、鄰二甲苯與間二甲苯及對二甲苯。
⑶ 異類異構(gòu):指官能團(tuán)不同而造成的異構(gòu),也叫官能團(tuán)異構(gòu)。如1—丁炔與1,3—丁二烯、丙烯與環(huán)丙烷、乙醇與甲醚、丙醛與丙酮、乙酸與甲酸甲酯、葡萄糖與果糖、蔗糖與麥芽糖等。
⑷ 其他異構(gòu)方式:如順反異構(gòu)、對映異構(gòu)(也叫做鏡像異構(gòu)或手性異構(gòu))等,在中學(xué)階段的信息題中屢有涉及。
各類有機(jī)物異構(gòu)體情況:
2、同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律:
⑴ 烷烴(只可能存在碳鏈異構(gòu))的書寫規(guī)律:主鏈由長到短,支鏈由整到散,位置由心到邊,排布由對到鄰到間。
⑵ 具有官能團(tuán)的化合物如烯烴、炔烴、醇、酮等,它們具有碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)位置異構(gòu)、異類異構(gòu),書寫按順序考慮。一般情況是碳鏈異構(gòu)→官能團(tuán)位置異構(gòu)→異類異構(gòu)。
⑶ 芳香族化合物:二元取代物的取代基在苯環(huán)上的相對位置具有鄰、間、對三種。
3、判斷同分異構(gòu)體的常見方法:
⑴ 記憶法:
① 碳原子數(shù)目1~5的烷烴異構(gòu)體數(shù)目:甲烷、乙烷和丙烷均無異構(gòu)體,丁烷有兩種異構(gòu)體,戊烷有三種異構(gòu)體。
② 碳原子數(shù)目1~4的一價烷基:甲基一種(—CH3),乙基一種(—CH2CH3),丙基兩種(—CH2CH2CH3、—CH(CH3)2),丁基四種(—CH2CH2CH2CH3、 、—CH2CH(CH3)2、—C(CH3)3)
③ 一價苯基一種、二價苯基三種(鄰、間、對三種)。
⑵ 基團(tuán)連接法:將有機(jī)物看成由基團(tuán)連接而成,由基團(tuán)的異構(gòu)數(shù)目可推斷有機(jī)物的異構(gòu)體數(shù)目。
如:丁基有四種,丁醇(看作丁基與羥基連接而成)也有四種,戊醛、戊酸(分別看作丁基跟醛基、羧基連接而成)也分別有四種。
⑶ 等同轉(zhuǎn)換法:將有機(jī)物分子中的不同原子或基團(tuán)進(jìn)行等同轉(zhuǎn)換。
如:乙烷分子中共有6個H原子,若有一個H原子被Cl原子取代所得一氯乙烷只有一種結(jié)構(gòu),那么五氯乙烷有多少種?假設(shè)把五氯乙烷分子中的Cl原子轉(zhuǎn)換為H原子,而H原子轉(zhuǎn)換為Cl原子,其情況跟一氯乙烷完全相同,故五氯乙烷也有一種結(jié)構(gòu)。同樣,二氯乙烷有兩種結(jié)構(gòu),四氯乙烷也有兩種結(jié)構(gòu)。
⑷ 等效氫法:等效氫指在有機(jī)物分子中處于相同位置的氫原子。等效氫任一原子若被相同取代基取代所得產(chǎn)物都屬于同一物質(zhì)。其判斷方法有:
① 同一碳原子上連接的氫原子等效。
② 同一碳原子上連接的—CH3中氫原子等效。如:新戊烷中的四個甲基連接于同一個碳原子上,故新戊烷分子中的12個氫原子等效。
③ 同一分子中處于鏡面對稱(或軸對稱)位置的氫原子等效。如:分子中的18個氫原子等效。
三、有機(jī)物的系統(tǒng)命名法
1、烷烴的系統(tǒng)命名法
⑴ 定主鏈:就長不就短。選擇分子中最長碳鏈作主鏈(烷烴的名稱由主鏈的碳原子數(shù)決定)
⑵ 找支鏈:就近不就遠(yuǎn)。從離取代基最近的一端編號。
⑶ 命名:
① 就多不就少。若有兩條碳鏈等長,以含取代基多的為主鏈。
② 就簡不就繁。若在離兩端等距離的位置同時出現(xiàn)不同的取代基時,簡單的取代基優(yōu)先編號(若為相同的取代基,則從哪端編號能使取代基位置編號之和最小,就從哪一端編起)。
③ 先寫取代基名稱,后寫烷烴的名稱;取代基的排列順序從簡單到復(fù)雜;相同的取代基合并以漢字?jǐn)?shù)字標(biāo)明數(shù)目;取代基的位置以主鏈碳原子的阿拉伯?dāng)?shù)字編號標(biāo)明寫在表示取代基數(shù)目的漢字之前,位置編號之間以“,”相隔,阿拉伯?dāng)?shù)字與漢字之間以“—”相連。
⑷ 烷烴命名書寫的格式:
2、含有官能團(tuán)的化合物的命名
⑴ 定母體:根據(jù)化合物分子中的官能團(tuán)確定母體。如:含碳碳雙鍵的化合物,以烯為母體,化合物的最后名稱為“某烯”;含醇羥基、醛基、羧基的化合物分別以醇、醛、酸為母體;苯的同系物以苯為母體命名。
⑵ 定主鏈:以含有盡可能多官能團(tuán)的最長碳鏈為主鏈。
⑶ 命名:官能團(tuán)編號最小化。其他規(guī)則與烷烴相似。如:
四、有機(jī)物的物理性質(zhì)
1、狀態(tài):
固態(tài):飽和高級脂肪酸、脂肪、葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉、維生素、醋酸(16.6℃以下);
氣態(tài):C4以下的烷、烯、炔烴、甲醛、一氯甲烷、新戊烷;
液態(tài):
2、氣味:
無味:甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而帶有臭味);
稍有氣味:乙烯;
特殊氣味:甲醛、乙醛、甲酸和乙酸;
香味:乙醇、低級酯
3、顏色:
白色:葡萄糖、多糖
黑色或深棕色:石油
4、密度:
比水輕:苯、液態(tài)烴、一氯代烴、乙醇、乙醛、低級酯、汽油;
比水重:溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4。
5、揮發(fā)性:
乙醇、乙醛、乙酸。
6、水溶性:
不溶:高級脂肪酸、酯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、石油、CCl4;
易溶:甲醛、乙酸、乙二醇;
與水混溶:乙醇、乙醛、甲酸、丙三醇。
五、最簡式相同的有機(jī)物
1、CH:C2H2、C6H6(苯、棱晶烷、盆烯)、C8H8(立方烷、苯乙烯);
2、CH2:烯烴和環(huán)烷烴;
3、CH2O:甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖;
4、CnH2nO:飽和一元醛(或飽和一元酮)與二倍于其碳原子數(shù)的飽和一元羧酸或酯;如乙醛(C2H4O)與丁酸及異構(gòu)體(C4H8O2)
5、炔烴(或二烯烴)與三倍于其碳原子數(shù)的苯及苯的同系物。
如:丙炔(C3H4)與丙苯(C9H12)
六、能與溴水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使溴水褪色或變色的物質(zhì)
1、有機(jī)物:
⑴ 不飽和烴(烯烴、炔烴、二烯烴等)
⑵ 不飽和烴的衍生物(烯醇、烯醛、烯酸、烯酯、油酸、油酸酯等)
⑶ 石油產(chǎn)品(裂化氣、裂解氣、裂化汽油等)
⑷ 含醛基的化合物(醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖等)
⑸ 天然橡膠(聚異戊二烯)
2、無機(jī)物:
⑴ -2價的S(硫化氫及硫化物)
⑵ + 4價的S(二氧化硫、亞硫酸及亞硫酸鹽)
⑸ -1價的I(氫碘酸及碘化物)變色
⑹ NaOH等強(qiáng)堿、Na2CO3和AgNO3等鹽
Br2 + H2O = HBr + HBrO
2HBr + Na2CO3 = 2NaBr + CO2↑+ H2O
HBrO + Na2CO3 = NaBrO + NaHCO3
七、能萃取溴而使溴水褪色的物質(zhì)
上層變無色的(ρ>1):鹵代烴(CCl4、氯仿、溴苯等)、CS2等;
下層變無色的(ρ<1):直餾汽油、煤焦油、苯及苯的同系物、低級酯、液態(tài)環(huán)烷烴、液態(tài)飽和烴(如己烷等)等
八、能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)
1、有機(jī)物:
⑴ 不飽和烴(烯烴、炔烴、二烯烴等)
⑵ 不飽和烴的衍生物(烯醇、烯醛、烯酸、烯酯、油酸、油酸酯等)
⑶ 石油產(chǎn)品(裂化氣、裂解氣、裂化汽油等)
⑷ 醇類物質(zhì)(乙醇等)
⑸ 含醛基的化合物(醛、甲酸、甲酸鹽、甲酸酯、葡萄糖、麥芽糖等)
⑹ 天然橡膠(聚異戊二烯)
⑺ 苯的同系物
2、無機(jī)物:
⑴ 氫鹵酸及鹵化物(氫溴酸、氫碘酸、濃鹽酸、溴化物、碘化物)
⑵ + 2價的Fe(亞鐵鹽及氫氧化亞鐵)
⑶ -2價的S(硫化氫及硫化物)
⑷ + 4價的S(二氧化硫、亞硫酸及亞硫酸鹽)
⑸ 雙氧水(H2O2)
有機(jī)化學(xué)知識點(diǎn)歸納(二)
一、有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1、官能團(tuán)的定義:決定有機(jī)化合物主要化學(xué)性質(zhì)的原子、原子團(tuán)或化學(xué)鍵。
2、常見的各類有機(jī)物的官能團(tuán),結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要化學(xué)性質(zhì)
(1)烷烴
A) 官能團(tuán):無 ;通式:CnH2n+2;代表物:CH4
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):鍵角為109°28′,空間正四面體分子。烷烴分子中的每個C原子的四個價鍵也都如此。
C) 化學(xué)性質(zhì):
(2)烯烴:
A) 官能團(tuán): ;通式:CnH2n(n≥2);代表物:H2C=CH2
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):鍵角為120°。雙鍵碳原子與其所連接的四個原子共平面。
C) 化學(xué)性質(zhì):
(3)炔烴:
A) 官能團(tuán):—C≡C— ;通式:CnH2n—2(n≥2);代表物:HC≡CH
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):碳碳叁鍵與單鍵間的鍵角為180°。兩個叁鍵碳原子與其所連接的兩個原子在同一條直線上。
C) 化學(xué)性質(zhì):(略)
(4)苯及苯的同系物:
A) 通式:CnH2n—6(n≥6);代表物:
B)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):苯分子中鍵角為120°,平面正六邊形結(jié)構(gòu),6個C原子和6個H原子共平面。
C)化學(xué)性質(zhì):
①取代反應(yīng)(與液溴、HNO3、H2SO4等)
(5)醇類:
A) 官能團(tuán):—OH(醇羥基); 代表物:CH3CH2OH、HOCH2CH2OH
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):羥基取代鏈烴分子(或脂環(huán)烴分子、苯環(huán)側(cè)鏈上)的氫原子而得到的產(chǎn)物。結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的烴類似。
C) 化學(xué)性質(zhì):
(與官能團(tuán)直接相連的碳原子稱為α碳原子,與α碳原子相鄰的碳原子稱為β碳原子,依次類推。與α碳原子、β碳原子、……相連的氫原子分別稱為α氫原子、β氫原子、……)
④酯化反應(yīng)(跟羧酸或含氧無機(jī)酸)
(6)醛酮
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):醛基或羰基碳原子伸出的各鍵所成鍵角為120°,該碳原子跟其相連接的各原子在同一平面上。
C) 化學(xué)性質(zhì):
(7)羧酸
3、常見糖類、蛋白質(zhì)和油脂的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
(1)單糖
A) 代表物:葡萄糖、果糖(C6H12O6)
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):葡萄糖為多羥基醛、果糖為多羥基酮
C) 化學(xué)性質(zhì):①葡萄糖類似醛類,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)、費(fèi)林反應(yīng)等;②具有多元醇的化學(xué)性質(zhì)。
(2)二糖
A) 代表物:蔗糖、麥芽糖(C12H22O11)
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):蔗糖含有一個葡萄糖單元和一個果糖單元,沒有醛基;麥芽糖含有兩個葡萄糖單元,有醛基。
C) 化學(xué)性質(zhì):
①蔗糖沒有還原性;麥芽糖有還原性。
②水解反應(yīng)
(3)多糖
A) 代表物:淀粉、纖維素 [ (C6H10O5)n ]
B) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):由多個葡萄糖單元構(gòu)成的天然高分子化合物。淀粉所含的葡萄糖單元比纖維素的少。
C) 化學(xué)性質(zhì):
①淀粉遇碘變藍(lán)。
②水解反應(yīng)(最終產(chǎn)物均為葡萄糖)
(4)蛋白質(zhì)
A) 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):由多種不同的氨基酸縮聚而成的高分子化合物。結(jié)構(gòu)中含有羧基和氨基。
B) 化學(xué)性質(zhì):
①兩性:分子中存在氨基和羧基,所以具有兩性。
②鹽析:蛋白質(zhì)溶液具有膠體的性質(zhì),加入銨鹽或輕金屬鹽濃溶液能發(fā)生鹽析。鹽析是可逆的,采用多次鹽析可分離和提純蛋白質(zhì)(膠體的性質(zhì))
③變性:蛋白質(zhì)在熱、酸、堿、重金屬鹽、酒精、甲醛、紫外線等作用下會發(fā)生性質(zhì)改變而凝結(jié),稱為變性。變性是不可逆的,高溫消毒、滅菌、重金屬鹽中毒都屬變性。
④顏色反應(yīng):蛋白質(zhì)遇到濃硝酸時呈黃色。
⑤灼燒產(chǎn)生燒焦羽毛氣味。
⑥在酸、堿或酶的作用下水解最終生成多種α—氨基酸。
(5)油脂
A)組成:油脂是高級脂肪酸和甘油生成的酯。常溫下呈液態(tài)的稱為油,呈固態(tài)的稱為脂,統(tǒng)稱油脂。天然油脂屬于混合物,不屬于高分子化合物。
D) 化學(xué)性質(zhì):
①氫化:油脂分子中不飽和烴基上加氫。如油酸甘油酯氫化可得到硬脂酸甘油酯。
②水解:類似酯類水解。酸性水解可用于制取高級脂肪酸和甘油。堿性水解又叫作皂化反應(yīng)(生成高級脂肪酸鈉),皂化后通過鹽析(加入食鹽)使肥皂析出(上層)。
5、重要有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理
二、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型
1、取代反應(yīng)
指有機(jī)物分子中的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)取代的反應(yīng)。
常見的取代反應(yīng):
⑴烴(主要是烷烴和芳香烴)的鹵代反應(yīng);
⑵芳香烴的硝化反應(yīng);
⑶醇與氫鹵酸的反應(yīng)、醇的羥基氫原子被置換的反應(yīng);
⑷酯類(包括油脂)的水解反應(yīng);
⑸酸酐、糖類、蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)。
2、加成反應(yīng)
指試劑與不飽和化合物分子結(jié)合使不飽和化合物的不飽和程度降低或生成飽和化合物的反應(yīng)。
常見的加成反應(yīng):
⑴烯烴、炔烴、芳香族化合物、醛、酮等物質(zhì)都能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)(也叫加氫反應(yīng)、氫化或還原反應(yīng));
⑵烯烴、炔烴、芳香族化合物與鹵素的加成反應(yīng);
⑶烯烴、炔烴與水、鹵化氫等的加成反應(yīng)。
3、聚合反應(yīng)
指由相對分子質(zhì)量小的小分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)。參加聚合反應(yīng)的小分子叫作單體,聚合后生成的大分子叫作聚合物。
常見的聚合反應(yīng):
加聚反應(yīng):指由不飽和的相對分子質(zhì)量小的小分子結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)。