高中化学 17 认识有机化合物

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一、有机化合物的概念及特点

概念：有机化合物是指含有碳元素的化合物，但一些简单的含碳化合物，如一氧化碳（\(CO\)）、二氧化碳（\(CO_{2}\)）、碳酸（\(H_{2}CO_{3}\)）、碳酸盐和碳化物等，由于它们的性质与无机物相似，因此通常被归为无机物。

特点：

种类繁多：碳原子最外层有\(4\)个电子，既不易失去电子也不易得到电子，可与其他原子形成\(4\)个共价键，而且碳原子之间可以通过共价键形成碳链或碳环，再结合其他原子或原子团，从而导致有机化合物的种类繁多。

大多数难溶于水，易溶于有机溶剂：有机化合物分子一般是非极性分子或弱极性分子，根据相似相溶原理，它们大多数难溶于极性溶剂水，而易溶于非极性或弱极性的有机溶剂，如苯、四氯化碳等。

大多数受热易分解，且容易燃烧：有机化合物中一般都含有碳、氢元素，有些还含有氧、氮等元素，它们的相对分子质量一般较大，分子间作用力较弱，因此大多数有机化合物受热易分解，且容易燃烧，生成二氧化碳和水等。

化学反应速率较慢，且副反应较多：有机化合物分子中的化学键一般是共价键，反应时需要断裂共价键，重新形成新的共价键，这个过程相对较复杂，因此化学反应速率较慢。而且在有机反应中，往往会同时发生多个反应，生成多种产物，副反应较多。

二、有机化合物的分类

按碳的骨架分类：

链状化合物：这类化合物分子中的碳原子相互连接成链状，因其最初是在脂肪中发现的，所以又叫脂肪族化合物。例如，正丁烷\(CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}\)、丙烯\(CH_{3}CH=CH_{2}\)等。

环状化合物：这类化合物分子中含有由碳原子组成的环状结构。它又可分为脂环化合物和芳香化合物。脂环化合物是指分子中含有碳环，但性质与脂肪族化合物相似的一类化合物，如环己烷\( \)；芳香化合物是指分子中含有苯环的一类化合物，如苯\(C_{6}H_{6}\)、甲苯\(C_{7}H_{8}\)等。

按官能团分类：官能团是决定有机化合物特殊性质的原子或原子团。常见的官能团有碳碳双键\((C=C)\)、碳碳三键\((C\equiv C)\)、羟基\((-OH)\)、羧基\((-COOH)\)、醛基\((-CHO)\)、酯基\((-COO-)\)等。根据官能团的不同，可将有机化合物分为烯烃、炔烃、醇、羧酸、醛、酯等不同类别。例如，含有碳碳双键的乙烯\(CH_{2}=CH_{2}\)属于烯烃，含有羟基的乙醇\(CH_{3}CH_{2}OH\)属于醇类。

三、有机化合物的结构特点

碳原子的成键特点：碳原子最外层有\(4\)个电子，能与其他原子形成\(4\)个共价键。碳原子之间既可以形成单键，如乙烷\(CH_{3}CH_{3}\)中的\(C-C\)键；也可以形成双键，如乙烯\(CH_{2}=CH_{2}\)中的\(C=C\)键；还可以形成三键，如乙炔\(CH\equiv CH\)中的\(C\equiv C\)键。此外，碳原子还可以与氢、氧、氮、硫等其他原子形成共价键。

同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。例如，丁烷有正丁烷\(CH_{3}CH_{2}CH_{2}CH_{3}\)和异丁烷\(CH_{3}CH(CH_{3})CH_{3}\)两种同分异构体，它们的分子式都是\(C_{4}H_{10}\)，但结构不同，性质也略有差异。同分异构现象是有机化合物种类繁多的重要原因之一。

四、有机化合物的命名

习惯命名法：习惯命名法是根据有机化合物的来源、性质等进行命名的方法。例如，正戊烷、异戊烷、新戊烷等就是根据其分子结构的不同特点用习惯命名法命名的。习惯命名法适用于结构简单的有机化合物，但对于结构复杂的化合物则难以准确命名。

系统命名法：系统命名法是一种更科学、更准确的命名方法，它根据有机化合物的结构特点，按照一定的规则进行命名。其基本步骤如下：

选主链：选择含有官能团或取代基最多的最长碳链作为主链，并根据主链上碳原子的数目称为“某烷”“某烯”“某炔”等。

编号：从距离官能团最近的一端开始给主链上的碳原子编号，以确定官能团和取代基的位置。

写名称：将取代基的名称写在主链名称的前面，用阿拉伯数字注明取代基的位置，数字与取代基名称之间用短线“-”隔开。如果有多个相同的取代基，则在取代基名称前面用汉字数字注明其数目；如果有不同的取代基，则按照先简单后复杂的顺序依次列出。例如，\(CH_{3}CH_{2}CH(CH_{3})CH_{2}CH_{3}\)的系统命名为\(3-甲基戊烷\)。