文档介绍：第节有机化学的涵义
有机化学( 是研究碳氢化合物及其衍生物的一个科学领域,
其原意,是指研究由动物和植物中所得到的物质,即存在于生物界的有机化合物(
,简称有机物)。该类物质(有生机之物)与生命机能紧密相关。后
来,应用分析方法研究有机化合物时,发现有机化合物除都含有碳元素外,还含有氢、
氧、氮元素,有些还含有硫、磷、卤素或金属元素等。有机化合物广泛存在于自然界。
第节有机化学的形成
学习有机化学,有必要了解有机化合物的一些特性(
( 有机化合物数量巨大、结构复杂、种类繁多。有机化合物的数量远远超过
所有已知的无机化合物,并且很多有机化合物在结构上要比无机化合物复杂得多。
例如:自然界分离出来的维生素,它的组成是。具
有抗菌作用的红霉素( ,它的组成是
有机化合物的数量巨大、结构复杂,主要是由于碳原子相互结合的能力特别
强。一个分子中的碳原子数目,几乎没有限制,例如:在聚乙烯( )分
子中可以含有几十万个碳原子。同时,碳与碳的结合能形成开链状或环状,碳与碳
之间的化学键可以是单键也可以是双键或三键。在这些化合物中碳原子又能与金
属或非金属元素的原子相互结合而形成不同类型的化合物。这些不同类型的有机
化合物,因其结构不同,均具有一定的化学性质和物理性质。而在同一类型的化合
物中又因取代基团的性质及数量不同,每个化合物又呈现出各自的特性。
有机化合物在常温、常压下,呈气态、液态或固态。固体有机化合物的
维生素红霉素
熔点( )较低,一般在以下,例如无水葡萄糖熔点为。而
无机化合物晶体(如无机盐类)的熔点则较高,例如氯化钠的熔点为氧化镁
的熔点则高达。
有机化合物多难溶于水,但易溶于有机溶剂。因为水是一种极性甚强的溶
剂,所以它对分子极性强的物质或离子化合物易于溶解。因此,无机物多易溶于水。
而有机化合物分子的极性一般较弱或无极性,因此有机物多不溶于水或难溶于水,
但易溶于有机溶剂。也有例外的情况,例如一些极性较强的有机物,如乙醇、葡萄糖
等易溶于水。
有机化合物对热不稳定,往往因受热而分解。大多数有机物易于燃烧,燃
烧时,若分子中仅含有碳、氢两种元素,最终产物生成二氧化碳和水。
有机物遇热不仅分解,往往变黑,这种现象一般称为炭化( 。在炭
化时,如果分子中不含金属元素,继续加热燃烧,有机物就会完全被烧尽。因此,在
实验室里常常利用有机物的这种特点,来鉴别有机物。
有机化合物有异构现象所谓异构现象,指分子的组成相同,即分
子式相同,但分子中原子的排列次序或空间位置不同而产生一些不同化合物的现象。
同无机化合物相比,有机化合物普遍存在异构现象。异构现象包括结构异构、
几何异构和旋光异构等等,它是有机化合物的一个重要特点,也是有机化合物数目
繁多的主要原因之一。
例如:乙醇和二甲醚都具有的分子式,但其结构式和性质都不相同。前
者在常温下为液体(沸点,后者在常温下则为气体(沸点为,二者
互为同分异构体。其结构式表示如下:
乙醇乙醚
又如:仅由碳、氢两种元素组成的烷烃,随着分子中碳原子数的增多,异构体的
数目迅速增加。
连同官能团( )位置异构现象以及由于人工化学合成所产生的
新化合物,有机化合物的数量,与日俱增。
有机化合物的数目如此庞大,为了便于研究,需要有一个系统的分类方
法。严密的科学分类,有助于实验事实的归纳和整理,找出各类化合物之间的内在
联系,认识有机化合物的共性。
有机化合物的分类( ,习惯上采用按碳链
骨架和按官能团(功能基)分类两种分类方法。
按碳的骨架,可以把有机化合物分成开链化合物、碳环化合物和杂环化合物三
类:
开链化合物又称脂肪族化合物,因为油脂含有这种开链结构。这类化合物分子
中,碳原子相连成链状。开链化合物除具有正链的以外,还有含支链的,例如:
丁烷异丁烷(具有支链)
碳环化合物含有由碳原子组成的环状骨架,又可分为脂环族化合物和芳香族
化合物:
不含苯环的碳环化合物都属于脂环族化合物。它们的性质与脂肪族化合物相
似,例如:
环己烷环戊烷
芳香族化合物中,大多含有由个碳原子构成的苯环。这类化合物最初发现于
具有芳香气味的有机物质中,故称芳香族化合物,如:
苯萘
杂环化合物也具有环状结构,但是环上的原子不完全是碳原子,还有其他元素
的原子,如:氧、硫、氮等,故称杂环,例如:
呋喃吡啶
在有机化合物分子中,主要发生化学反应的原子或原子团称为官能团,例如:
氯乙烷中的氯原子,乙醇中的羟基等。此外,还有羰基( 羧基( 氨
基( )和磺酸基( )等按化合物所连的官能团,可将化合物分为醛类、
酮类、羧酸类、胺类、磺酸类等。