高级育婴师须知的育儿细节[指南]

有机物不饱和度在解题中的应用 陕西省扶风县法门高级中学      陆平  烷烃，又称饱和链烃，在烷烃的结构中，碳原子的四个价键全部被利用，就分子中的碳原子而言，结合的氢原子已达饱和，即氢原子数达到上限。其通式示为CnH2n+2，所以，有机分子中H、C原子个数比若大于(2n+2)/n  ，则有机物的分子组成是肯定错误的。推而广之，以烷烃的组成为分析的基础，若将一个C-C改变为C=C，或增加一个C=O，分子中就减少2个氢原子；若碳原子间连接成一个环，分子中也减少2个氢原子；若将一个C-C改变为C≡C，分子中就减少4个氢原子。像分子中含有C=C、C=O、C≡C或环状结构，有机分子中的氢原子相对于碳原子来说就不饱和，其不饱和的程度即不饱和度，可以用含同碳原子数的烷烃中的氢原子数与该有机物分子中的氢原子数差的一半来表示。结合前边的分析可知，分子中有一个C=C、C=O或者一个环，其不饱和度为1；分子中有一个C≡C，则不饱和度为2；分子中有一个苯环，则不饱和度为4。 了解了有机物分子结构中的不饱和度有那些方便呢？下边我们就分类讨论。 一． 根据有机物的键线式结构确定其分子式。 例1 有机环状化合物的结构简式可进一步简化，如： A可写成B，B称作键线式。 O C是1990年公开报道的第10种有机化合物，试确定其分子式。 A                    B                  C          [解析]法一：结合题给信息（结构简式A可表示为键线式B,即为结构简式省略C、H原子,线段表示价键，拐点表示C原子），可将C所给的键线式还原成结构简式，如图：然后数出此结构中的C、H、O原子个数，即可确定分子式为C14H20O。 O 法二：C为有机物结构的键线式表示， 每个顶点表示一个碳原子。C的分子中有14个碳原子， 可设其分子式为C14HxO，结合结构，在C的分子中有 3个环，两个C=C，即该分子有5个不饱和度。 参考同数碳原子的烷烃C14H30中的氢原子数，因 不饱和度为5，氢原子数比烷烃少10，分子式为C14H20O。 点评：键线式常用于表示较复杂的有机物。由键 线式确定出分子中的C原子数，或者N、O原子的数目， 再由不饱和度，结合含同数碳原子的烷烃的氢原子数，确定出该分子中的氢原子数，从而确定出分子式。 练习： 樟脑是一种重要的酮， 结构如右图所示： 它不仅是重要的杀虫剂，也是香料，塑料，医药工 业的重要原料，它的分子式为        （提示：结构中有10个碳原子，两个环，一个C=O， 不饱和度为3。） 二． 根据有机物的分子式推断其可能的结构。 例2  某芳香族有机物分子式为C8H8O2，结构中不可能有 A．两个-OH      B。一个-CHO    C。两个-CHO    D。一个-COOH [解析]法一：该物质为芳香族有机物，分子中必有一个苯基-C6H5，则残基为-C2H3O2，又知含两个碳原子的饱和烷基是-C2H5，所以残基的不饱和度为1。 对于A，若此有机物含有两个-OH ，-OH可认为是在C-H之间插入O原子形成的，所以对饱和度无影响。残基中可以含有C=C，使其不饱和度为（5-3）/2=1 对于B答案，若此有机物含有一个-CHO， 因其中有C=O，此时不饱和度为1。 对于C答案，若此有机物含有两个-CHO，不饱和度为2。 对于D答案，若此有机物含有一个-COOH，因其中有C=O，不饱和度为1。 故此题选C。 法二：分子C8H8O2，结合烷烃C8H18，其不饱和度为（18-8）/2=5，又是芳香族化合物，必含有苯环，将苯环用凯库勒式表示为      ，可以认为：苯环有3个C=C、一个环，即苯环不饱和度为4，所以侧链上的残基不饱和度为1。后面的分析同法一。 练习：有一种物质与例1中的C互为同分异构体，且为酚类，分子中无甲基，试写出该物质的两种结构简式。 提示：由例1知该物质分子式为C14H20O，为酚类，有酚基-C6H5O，残基为C8H15，有一个不饱和度（辛烷基为C8H17-），则分子中可能有一个C=C或一个环。若为C=C，因为无甲基，则C=C在链端；若为环，则可形成3-8元碳环。如图为两种可能的结构： (1)                                    (2) 点评：此类问题可先根据分子式确定出不饱和度，再根据不饱和度确定分子中含有的-C=C-、-C=O、-C≡C-或者环的数目，从而确定出结构。 三． 根据有机物的分子式推断可能的化学性质。 例3  巴豆酸分子式为C4H6O2，现有，①氯化氢 ②溴水 ③纯碱溶液  ④2—丁醇  ⑤酸化的KMnO4溶液，判断一定条件下可能与巴豆酸反应的是（    ）。 A只有②，④，⒌                    B只有①，③，④ C只有①，②，③，④                  D①，②，③，④，⑤ 解析：  巴豆酸的结构式中必有 –COOH，分子式为C4H6O2，烃基为-C3H5，（丙基为C3H,7），所以，烃基不饱和度为（7-5）/2=1。这样巴豆酸除了具有羧酸的性质外，也可能有烯烃的性质，所以选D 练习：具有下列分子组成的有机物中，不可能起银镜反应的是（    ） A C6H12O6      B C12H22O11          C C2H4O    D C9H20O2 提示：发生银镜反应，结构中必有-CHO，即分子至少有一个O原子，不饱和度为1。很明显D是饱和的，不可能发生银镜反应，A、B、C这些物质即使我们不认识，也能判断出其不饱和，可能就含有-CHO，也就可能发生银镜反应。 点评：此类题通常先由分子式推断可能的结构，再由结构，官能团推断可能的性质。 以上是关于有机物的不饱和度在解题中的几点应用，结合有机化学教学，学生在掌握了不饱和度以后，在解题中有一种共同的认识：便捷，实用。无论在分子式的确定，还是对结构、性质可能性的推断，无论我们对此有机物认识与否，都体现了上述优点。