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        有機化合物分子共價鍵數(shù)目的規(guī)律總結(jié)

        2017-01-04 07:01:21王曉波
        數(shù)理化解題研究 2016年28期
        關(guān)鍵詞:原子團(tuán)共價鍵碳原子

        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.

        G632

        B

        1008-0333(2016)28-0081-02

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