有机化合物

这是一篇关于有机化合物的思维导图，狭义上的有机化合物主要是指由碳元素、氢元素组成，一定是含碳的化合物。

第七章 有机化合物

• 乙烯与有机高分子材料
  • 乙烯的结构与物理性质
    • 乙烯的空间结构是平面型 是一种无色，稍有气味的气体密度比空气略小，难溶于水
  • 乙烯的化学性质
    • 氧化反应：可使酸性高锰酸钾溶液褪色，被高锰酸钾等氧化剂氧化
    • 加成反应：有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,如乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
    • 聚合反应：相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的聚合物的反应
  • 烃
    • 概念
      • 仅含碳氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物，也称为烃
    • 分类
      • 根据碳原子间成键方式分类
        • 饱和烃
          • 烷烃：全部是碳碳单键、碳氢单键
        • 不饱和烃
          • 烯烃：含有碳碳双键 炔烃：含有碳碳三键 芳香烃：含有苯环
      • 根据碳骨架分类
        • 链状烃
        • 环状烃
          • 脂环烃：含有环状结构，但不含苯环 芳香烃：含有苯环
    • 苯
      • 是芳香烃的母体，是一种具有环状分子结构的不饱和烃
  • 有机高分子材料
    • 塑料
      • 具有特定作用的添加剂，如能增高塑性的增塑胶，防止塑料老化的防老剂，以及增强材料着色剂等 具有强度高密度小，耐腐蚀，易加工等优良的性能
    • 橡胶
      • 橡胶是一类具有高弹性的高分子材料 天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，分子中含有碳碳双键易发生氧化反应 合成橡胶具有高弹性，绝缘性，气密性，耐高温或耐低温等性能
    • 纤维
      • 天然纤维：棉花，羊毛，蚕丝，麻等 再生纤维：用化学方法将农林产品中的纤维素，蛋白质等天然高分子加工成粘胶纤维，大豆蛋白纤维等 合成纤维具有强度高，弹性好，耐磨，耐化学腐蚀，不易虫蛀等优良性质
• 乙醇和乙酸
  • 乙醇
    • 物理性质
      • 俗称酒精无色，有特殊香味的液态密度比水小，能与水以任意比例互溶
    • 化学性质
      • 乙醇与钠反应生成乙醇钠和氢气 氧化反应：乙醇被催化氧化为乙醛
    • 用途
      • 乙醇可用作燃料，还是重要的有机化工原料和溶剂 医疗上常用75%的乙醇溶液作消毒剂
  • 乙酸
    • 乙酸物理性质
      • 俗称酯酸是无色，具有强烈刺激性气味的液体
    • 乙酸化学性质
      • 酸性：乙酸能使紫色石蕊试剂变红，能与碱 、盐、 碱性氧化物、活泼金属反应 酯化反应：酸与醇反应生成酯和水的反应
    • 酯
      • 物理性质：低级酯具有一定的挥发性，有芳香气味，密度比水小，难溶于水易溶于有机溶剂 酯的水解：在一定条件下，只会与水发生水解反应生成酸和醇 用途：可用作香料和有机溶剂
  • 官能团与有机化合物的分类
    • 烷烃，烯烃（碳碳双键），炔烃（碳碳三键），芳香烃，卤代烃（—CX），醇（—OH），醛（—CHO），羧酸（—COOH），酯（—COOR）
• 基本营养物质
  • 糖类，蛋白质，油脂，维生素，无机盐，水
    • 糖类、蛋白质、油脂既是人类必需的基本营养物质，也是食品工业的重要原料
  • 糖类
    • 组成与分类
      • 糖类是由C,H,O三种元素组成的一类有机化合物，也被称为碳水化合物 糖类依据其能否水解及其水解产物的多少划分为单糖，二糖和多糖
    • 化学性质
      • 葡萄糖的官能团有羟基和醛基 葡萄糖与新制的氢氧化铜在加热的条件下会生成砖红色沉淀 葡萄糖与银氨溶液在水浴加热的调下表现出光亮的银镜，称之为银镜反应 淀粉遇到碘水变蓝
    • 用途
      • 葡萄糖可用于医疗输液 蔗糖可用于食用糖 淀粉可用于酿酒 纤维素可用于加强肠胃蠕动或造纸
  • 蛋白质
    • 存在和组成
      • 存在：蛋白质是构成细胞的基本物质，存在于各类生物体内 组成：是一类非常复杂的天然的有机高分子，由C.H.O.N.S等元素组成
    • 化学性质
      • 水解反应：蛋白质→多肽→氨基酸 变性：在某些物理因素或化学因素的影响下，蛋白质的溶解度下降并失去生理活性 显色反应：浓硝酸能使某些蛋白质显黄色；用火焰灼烧纤维可用于区别毛料纤维与合成纤维
    • 用途
      • 蚕丝织成的丝绸可以制作服装 从牛奶和大豆中提取的酪素可以用来制作食品和涂料 绝大多数酶也是蛋白质，是生物体内重要的催化剂
  • 油脂
    • 分子结构
      • 油脂可看做是高级脂肪酸与甘油，通过酯化反应生成的酯 组成油脂的高级脂肪酸种类较多，常见的有饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸 脂肪酸的饱和程度对油脂的熔点有影响。植物油脂所需熔点较低，常温下一般呈液态；动物油脂所需熔点较高，常温下一般呈固态
    • 化学性质
      • 水解反应 氢化反应：植物油分子中存在碳碳双键，能与氢气发生加成反应，将液态植物油转化为固体的氢化植物油
    • 在人体内的转化
      • 油脂→高级脂肪酸和甘油→能量
• 认识有机化合物
  • 有机化合物中碳原子的成键特点
    • 有机物中碳原子的结构及成键特点
      • 结构：最外层有四个电子不易得失电子形成阴、阳离子 成键数目：每个碳原子能与其他原子形成四个共价键，碳原子与碳原子之间形成共价键 成键种类：单键、双键或三键 连接方式：碳链或碳环
    • 有机物种类繁多的原因
      • 碳原子的成键方式变化多端 有机物分子可能只含有一个或几个碳原子，也可能含有成千上万个碳原子 含有相同碳原子数的有机物分子，可能因为碳原子间成键方式或碳骨架的不同而具有多种结构
  • 烷烃
    • 烷烃的结构
      • 构成：只含有碳和氢两种元素 单键：碳原子之间都以单链结合 饱和：碳原子的剩余价键均与氢结合，称为饱和烃 碳原子n≤10时用甲乙丙丁戊己庚辛壬癸表示 碳原子n＞10时用相应汉字数字表示
      • 同系物：结构相似，在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物 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 同分异构体：具有同分异构现象的化合物
    • 烷烃的性质
      • 物理性质
        • 烷烃无色难溶于水，一般随着分子中碳原子数的增加而升高且密度均比水的小
        • 随着分子中碳原子数的增加，在常温下状态由气态→液态→固态
      • 化学性质
        • 稳定性：在通常情况下，烷烃比较稳定与强酸强碱或高锰酸钾等强氧化剂不发生反应 氧化反应：可以在空气中完全燃烧，生成二氧化碳和水，并放出大量热 分解反应：在较高温度下，会发生分解 取代反应：有机物分子里的某些原子式原子团被其他原子或原子团所取代的反应
  • 有机物的通性
    • 大多数有机物的熔点比较低，且难溶于水，易溶于汽油，乙醇，苯等有机溶剂 大多数有机物容易燃烧，受热会发生分解 有机物的化学反应比较复杂，常伴有副反应发生很多反应需要在加热，光照或使用催化剂的条件下进行