文档介绍:第一章有机化合物的结构和性质
有机化学和有机化合物
有机化学是化学学科的一个重要分支,它诞生于19世纪初期,迄今不足200年,但已成为与人类生活有着密切关系的一门学科。有机化学的研究对象是有机化合物。有机化合物大量存在于自然界,如粮、油、棉、麻、毛、丝、木材、糖、蛋白质、农药、塑料、染料、香料、医药、石油等大多数都是有机化合物。
1828年,德国化学家伍勒在研究氰酸盐的过程中,意外地发现了有机物尿素的生成。
这是世界上第一次在实验室的玻璃器皿中从无机物制得有机物。
有机化合物就是碳氢化合物及其衍生物,有机化学就是研究碳氢化合物及其衍生物的化学。在化学上,通常把含有碳氢两种元素的化合物称为烃。因此,有机化合物就是烃及其衍生物,有机化学也就是研究烃及其衍生物的化学。
有机化合物的特性
有机化学作为一门独立的学科,其研究的对象有机化合物与无机化合物在性质上存在着一定的差异。有机化合物一般具有如下特性。
除少数例外,一般有机化合物都含有碳和氢两种元素,因此容易燃烧,生成二氧化碳和水,同时放出大量的热量。大多数无机化合物,如酸、碱、盐、氧化物等都不能燃烧。因而有时采用灼烧试验可以区别有机物和无机物。
、沸点低
在室温下,绝大多数无机化合物都是高熔点的固体,而有机化合物通常为气体、液体或低熔点的固体。例如,氯化钠和丙酮的相对分子质量相当,但二者的熔、沸点相差很大。
NaCl (氯化钠) CH3COCH3 (丙酮)
相对分子质量
熔点∕oC 801 -
沸点∕oC 1413
大多数有机化合物的熔点一般在400 oC以下,而且它们的熔、沸点随着相对分子质量的增加而逐渐增加。一般地说,纯粹的有机化合物都有固定的熔点和沸点。因此,熔点和沸点是有机化合物的重要物理常数,人们常利用熔点和沸点的测定来鉴定有机化合物。
、易溶于有机溶剂
水是一种强极性物质,所以以离子键结合的无机化合物大多易溶于水,不易溶于有机溶剂。而有机化合物一般都是共价键型化合物,极性很小或无极性,所以大多数有机化合物在水中的溶解度都很小,但易溶于极性小的或非极性的有机溶剂(如乙醚、苯、烃、丙酮等)中,这就是“相似相溶”的经验规律。正因为如此,有机反应常在有机溶剂中进行。
无机反应是离子型反应,一般反应速度都很快。如H+与OH-的反应,Ag+与Cl-生成AgCl沉淀的反应等都是在瞬间完成的。
有机反应大部分是分子间的反应,反应过程中包括共价键旧键的断裂和新键的形成,所以反应速度比较慢。一般需要几小时,甚至几十小时才能完成。为了加速有机反应的进行,常采用加热、光照、搅拌或加催化剂等措施。随着新的合成方法的出现,改善反应条件,促使有机反应速度的加快也是很有希望的。
,产物复杂
有机化合物的分子大多是由多个原子结合而成的复杂分子,所以在有机反应中,反应中心往往不局限于分子的某一固定部位,常常可以在不同部位同时发生反应,得到多种产物。反应生成的初级产物还可继续发生反应,得到进一步的产物。因此在有机反应中,除了生成主要产物以外,还常常有副产物生成。
为了提高主产物的收率,控制好反应条件是十分必要的。由于得到的产物是混合物,故需要经分离、提纯的步骤