选必3 第一章有机化合物的结构特点与研究方法

这是一篇关于高中化学选择性必修三第一章的思维导图，主要内容包括：1有机化合物的结构特点，2研究有机化合物的一般方法，有机化学基础。

• 1有机化合物的结构特点
  • 有机化合物的分类方法
    • 依据碳骨架分类
      • 链状化合物
        • 脂肪烃（如丁烷
        • 脂肪烃衍生物（如溴乙烷
      • 环状化合物
        • 脂环化合物
          • 脂环烃（如环己烷
          • 脂环烃衍生物（如环己醇
        • 芳香族化合物
          • 芳香烃（如苯
          • 芳香烃衍生物（如溴苯
    • 依据官能团分类
  • 有机化合物中的共价键
    • 共价键的类型
      • σ键
        • 以“头碰头”的形式相互重叠
        • 通过σ键连接的院子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏
      • π键
        • 以“肩并肩”的形式从侧面重叠
        • 通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转
      • 有机化合物中的单键是σ键，双键中含有一个σ键和一个π键，三键中含有一个σ键和两个π键
    • 共价键的极性与有机反应
      • 偏移的程度越大，共价键极性越强，在反应中越容易发生断裂
      • 有机反应一般反应速率越小，副反应较多，产物比较复杂
  • 有机化合物的同分异构现象
    • 含义
      • 化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象
      • 具有同分异构现象的化合物互为同分异构体
    • 规律
      • 一般情况下，有机化合物分子中的碳原子数目越多，其同分异构体的数目越多
    • 类型
      • 构造异构体
        • 碳架异构
          • 由碳骨架不同而产生
        • 位置异构
          • 由官能团的位置不同而产生
        • 官能团异构
          • 由官能团不同而产生
      • 立体异构体
        • 顺反异构
        • 对映异构
        • 后续学习
• 2研究有机化合物的一般方法
  • 分离、提纯
    • 蒸馏
      • 液液混合且两者沸点相差大
    • 萃取
      • 液-液萃取
        • 利用待分离组分在两种互不相溶的溶剂中溶解性不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程
        • 萃取剂
          • 萃取用的溶剂
          • 乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷
        • 分液
          • 萃取后的两层液体分开的操作
          • 分液漏斗
            • 通过打开其上方的玻璃塞和下方的活塞可将两层液体分离
      • 液-固萃取
        • 用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程
    • 重结晶
      • 提纯固体有机物
      • 利用被提纯物质与杂质在统一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去
      • 步骤
        • 选择合适溶剂（杂质在溶剂中溶解度很小或溶解度很大）
          • 冷却结晶
      • 冷却结晶后再次重结晶，提高纯度
  • 确定实验式
    • 各元素原子个数比
  • 确定分子式
    • 质谱法
      • 质谱仪用高能电子流等轰击样品，使有机分子失去电子，形成带正电荷的分子离子和碎片离子等，计算机对其分析后得质荷比（相对质量与电荷数的比值）
  • 确定分子结构
    • 红外光谱
      • 原理
        • 有机化合物受到红外线照射时，能吸收与它某些化学键或官能团的振动频率相同的红外线，通过红外光谱图的记录下形成谱图
      • 谱图中不同的化学键或官能团的吸收频率不同，分析分子所含有的化学键或官能团的信息
    • 核磁共振氢谱
      • 处于不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，相应的信号在谱图中出现的位置也不同，具有不同的化学位移，吸收峰的面积与氢原子数成正比
      • 可获得有机物中不同类型氢原子的种数及它们相对数目等信息
    • X射线衍射
      • X射线是一种波长很短的电磁波，它和晶体中的原子相互作用产生衍射图
      • 从中计算可得分子结构的相关数据（键长、键角等）
• 有机化学基础
  • 物理性质
    • 溶解性
      • 亲水基
        • 羟基
        • 羧基
        • 醛基
      • 憎水基
        • 烃基
        • 卤素原子
      • 极性越大越易溶于水
    • 熔沸点
      • 碳链越长，熔沸点越高
      • 碳链等长，支链越多，熔沸点越低
  • 化学性质
    • 取代反应
      • 烃基上
        • 光照
      • 苯环上
        • FeBr₃催化
      • 羟基上
        • 酯化反应
    • 加成反应
      • 加聚反应
        • 不饱和键
    • 消去反应
      • 醇
      • 卤代烃
    • 聚合反应
      • 缩聚反应
        • 氨基酸
        • 羟基和羧基
      • 加聚反应
        • 碳碳双键
    • 氧化反应
      • 燃烧
      • 碳碳不饱和键
      • 醇和酚
      • 醛
    • 还原反应
      • 不饱和烃的加氢
      • 醛基加氢
  • 用途
    • 有机推断
      • 确定分子式
        • 确定结构式
      • 有机合成的逆过程
    • 有机合成
      • 碳链增长
      • 引入官能团