王曉波●

內(nèi)蒙古赤峰市巴林左旗林東一中 (025450)

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有機化合物分子共價鍵數(shù)目的規(guī)律總結(jié)

王曉波●

內(nèi)蒙古赤峰市巴林左旗林東一中 (025450)

有機化學(xué)的學(xué)習(xí)是有規(guī)律可循的，在從事高中《有機化學(xué)基礎(chǔ)》的教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)很多有機物的知識點有必要列出專題，找出規(guī)律講述給學(xué)生.共價鍵總數(shù)類型試題，在最近幾年高考中頻繁出現(xiàn)，現(xiàn)就烴及其衍生物分子中共價鍵數(shù)目的相關(guān)規(guī)律總結(jié)給各位學(xué)子和同仁們，敬請大家批評指正.

一、烴分子中共價鍵數(shù)目的規(guī)律

在有機烴分子CxHy中，其不飽和度為(2x-y+2)/2.而且在有機烴分子中雙鍵和環(huán)分別相當(dāng)于1個不飽和度，三鍵相當(dāng)于2個不飽和度.有機烴分子中每引進(jìn)一個不飽和度就相當(dāng)于在分子組成上比飽和烷烴分子少了兩個氫原子.因此據(jù)此可以推斷分子的組成和結(jié)構(gòu).

在烷烴CnH2n+2分子中，每個烴分子中都含有2n+2個C-H鍵，[4n-(2n+2)]/2=n-1個C-C鍵，因此共含有3n+1個共價鍵.在組成上相差-CH2-個原子團(tuán)的同系物中，其共價鍵數(shù)目的差別，請參看表1.

表1 烷烴及其同系物中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，烷烴分子中，當(dāng)其碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為3n+1.

在烯烴(或環(huán)烷烴)CnH2n分子中，每個烴分子中都含有2n個C-H鍵，(4n-2n)/2=n個C-C鍵，因此共含有3n個共價鍵.在組成上相差-CH2-個原子團(tuán)的同系物中，其共價鍵數(shù)目的差別，請參看表2.

表2 烯烴(或環(huán)烷烴)及其同系物中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，烯烴(或環(huán)烷烴)分子中，當(dāng)其分子中碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為3n.

在炔烴(或二烯烴)CnH2n-2分子中，每個烴分子中都含有2n-2個C-H鍵，[4n-(2n-2)]/2=n+1個C-C鍵，因此共含有3n-1個共價鍵.在組成上相差-CH2-個原子團(tuán)的同系物中，其共價鍵數(shù)目的差別，請參看表3.

表3 炔烴(或二烯烴)及其同系物中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，炔烴(或二烯烴)分子中，當(dāng)其分子中碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為3n-1.

在芳香烴CnH2n-6分子中，每個烴分子中都含有2n-6個C-H鍵，[4n-(2n-6)]/2=n+3個C-C鍵，因此共含有3n-3個共價鍵.在組成上相差-CH2-個原子團(tuán)的同系物中，其共價鍵數(shù)目的差別，請參看表4.

表4 芳香烴及其同系物中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，芳香烴分子中，當(dāng)其分子中碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為3n-3.

二、烴的衍生物分子中共價鍵數(shù)目的規(guī)律

CxHyOz的醇分子中含有x-1個C-C鍵、y-z個C-H鍵、z個C-O鍵和z個O-H鍵,因此總的共價鍵數(shù)目為x+y+z-1個.CxHyOz的醚分子中含有x-z-1個C-C鍵、y個C-H鍵、2z個C-O鍵,因此總的共價鍵數(shù)目為x+y+z-1個.在組成上相差-CH2-個原子團(tuán)的同系物中，其共價鍵數(shù)目的差別，請參看下表.

表5 醇、醚類分子中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，醇、醚類有機分子中，當(dāng)其碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為3n+2.

CxHyOz的醛分子中含有x-1個C-C鍵、y個C-H鍵和2z個C-O鍵,因此總的共價鍵數(shù)目為x+y+2z-1個.CxHyOz的酮分子中含有x-1個C-C鍵、y個C-H鍵和2z個C-O鍵,因此總的共價鍵數(shù)目為x+y+2z-1個.

表6 醛、酮類分子中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，醛、酮類有機分子中，當(dāng)其碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為3n+1.

CxHyOz的羧酸分子中含有x-1個C-C鍵、y-2/z個C-H鍵、3z/2個C-O鍵和z/2個O-H鍵,因此總的共價鍵數(shù)目為x+y+3z/2-1個.CxHyOz的酯分子中含有x-z/2-1個C-C鍵、y個C-H鍵和2z個C-O鍵,因此總的共價鍵數(shù)目為x+y+3z/2-1個.

表7 羧酸、酯類分子中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，羧酸、酯類有機分子中，當(dāng)其碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為(3n+2).

CxHyOzNn的氨基酸分子中含有x-1個C-C鍵、y-2n-z/2個C-H鍵、3z/2個C-O鍵、n個C-N鍵、2n個N-H鍵和z/2個O-H鍵和因此總的共價鍵數(shù)目為x+y+n+3z/2-1個.

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表8 氨基酸分子中碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)關(guān)系

從表中數(shù)據(jù)分析，氨基酸分子中，當(dāng)其碳原子數(shù)為n時，共價鍵數(shù)為(3n+10).

結(jié)論

1.有機烴和烴的衍生物(含氧衍生物和氨基酸)分子中的碳原子數(shù)與共價鍵數(shù)目之間存在著等差比例的關(guān)系.

2.在有機烴分子CxHy中，每種烴分子中都含有y個C-H鍵，(4x-y)/2個C-C鍵，因此總的共價鍵數(shù)目為(4x+y)/2個.

3.在有機烴的衍生物分子CxHyOz中，至于分子中存在多少個C-H鍵、C-C鍵、C-O鍵和O-H鍵還是不能確定，只能通過分子式劃分到具體哪一類物質(zhì)，再進(jìn)行推導(dǎo)計算，從而確定各種類共價鍵和總共價鍵的數(shù)目.分子中共價鍵數(shù)目還與碳原子數(shù)目存在一定的關(guān)系.

4.在氨基酸分子CxHyOzNn中，各種共價鍵均存在一定的關(guān)系.

5.有機化學(xué)規(guī)律性很強，每一類物質(zhì)都存有一定的同性和規(guī)律，有待于學(xué)習(xí)時的歸納總結(jié)和整理.

[1]張連生.蘇教版新課標(biāo)-名師伴你行[M].北京：光明日報出版社，2009.5:32-68.

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