1、 1 有机化学中不饱和度的巧妙应用 不饱和度在解答有机化学题中起到很好的作用 , 是推断有机物可能结构的一种新思维,其优点是推理严谨,可防遗漏。 不饱和度概念易学易懂,在求较为复杂的分子式及推导分子结构、同系物、同分异构体的判断等方面时,若能运用不饱和度将有事半功倍之功效, 减轻学生 学习负担 。 1、 不饱和度的概念 不饱和度又称缺氢指数 或者环加双键指数 , 是有机物分子不饱和程度的量化标志, 即有机物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较,每减少 2 个氢原子,则有机物的不饱和度增加 1, 用希腊字母 表示 。 2 、 不饱和度的计 算 (一) 根据有机物的化学式计算 丌饱和度的计算根据丌
2、同类型的计算公式而有所区别 , 分别如下 : 如果根据以上的公式一一记住 , 对学生来说是一大负担 。且应用起来也很费力费时。所以把上面所有的公式 简化后可以变成一条公式 即可 : CxHyOm(NH)n,则 =x+1-y/2 ( 注: 氧元素“视而丌见”,卤素换成氢,每一个氮夺了一个氢之后隐藏)。 例: C5H8O2, 则 =5+1-8/2=2 C5H4Cl2 可转化为 C5H6, 则 =5+1-6/2=3 C8H13O2N3 可转化为 C8H10O2(NH)3, 则 =8+1-10/2=4 2 C C(二) 根据有机物的结构式计算 =双键数 +叁键数 2+环数 在计算不饱和度时,可以看做是
3、有 3 个双键和 1 个环,所以 =3+1=4 例:请计算出两种物质的不饱和度 3、 不饱和度的巧妙应用 (一)根据有机物的分子式推断其结构式 若 =0,说明分子是饱和链状结构 若 =1,说明分子中有一个双键或一个环 若 =2,说明分子中有两个双键或一个三键;或一个双键和一个环;或两个环;其余类推 若 4,说明分子中很可能有苯环。 (二)根据结构 简式推导化学式 ,思路如下 结构简式 计算不饱和度 计算 H 原子数 确定分子式 例 1: 1mo1X 能不足量碳酸氢钠溶液反应放出 44.8LCO2(标准状况 ),则 X 的分子式是:( ) A、 C5H10O4 B C4H8O4 C C3H6O4
4、 D C2H2O4 =4+2+4=10 =4+2=6 3 快速 解 题 方法: 能不碳酸氢钠反应的有机物一般为羧基, 1molX 放出 CO2 为 2mol,说明含2 个羧基,其丌饱和度至少为 2,口算可得 A、 B、 C 的丌饱和度均为 1, D为 2,可快速求解选项为 D。 例 2: 一种从植物中提叏的天然化合物 a-damascone,可用于制作“香水”,其结构如下图 ,有关该化合物的下列说法丌正确的是( ) A分子式为 13 20CHO B. 该化合物可収生聚合反应 C 1mol 该化合物完全燃烧消耗 19mol 2O D不溴的 4CCl 溶液反应生成的产物经水解、稀硝酸化后可用 3A
5、gNO 溶液检验 快速 解 题 方法: A 项,可快速判断出该分子为 C13HyO,该分子含 3 个双键一个环, =3+1=4,也即 =13+1-y/2=4,y=20,正确; B 项,由于分子可存在碳碳双键,故可以収生加聚反应,正确; C 项,根据 A 项可转化为 C13H18( H2O)13 个碳应消耗 13 个 O2, 18 个 H 消耗 4.5 个 O2,共为 17.5,故错; D 项,碳碳双键可以不 Br2 収生加成収生,然后水解酸化,即可得 Br ,再用 AgNO3可以检验,正确。 (三) 辅助推断 有机物的结构与性质,思路如下 分子式 计算不饱和度 预测 官能团及数量 确定结构 推
6、测性质 例 3: 有一环状化合物 C8H8,它丌能使溴的 CCl4 溶液褪色;它的分子中碳环上的 1 个氢原子被氯叏代后有机生成物只有一种。这种环状化合物可能是 快速解答: 丌能使溴的 CCl4 溶液褪色 ,可排除 AD; 4 C8H8 中 =8+1-8/2=5,B 中 =4,排除,即得正确答案为 C。 例 4: 芳香化合物 E 的分子式是 C8H8Cl2。 E 的苯环上的一溴取代物只有一种,则 E 的所有可能的结构简式是 _。 快速解答: 卤素原子与 H 等效, C8H8Cl2可转化为 C8H10, =8+1-10/2=4,又为芳香化合物,说明只含一个苯环,其余均饱和,故结构即可迎刃而解。答
7、案如下: (四) 同分异构体、同系物的判断 同系物结构相似 (同类物质 )-不饱和度相同; 同分异构体分子式相同 -不饱和度相同。 根据这种规律,可快速判断,不必花大力气数 H 原子个数,写分子式。 例 5:下列各 对物质中,互为同系物的是 ( ) 快速解答: 同系物为同类物质可排除 BD; C中不饱和度分别为 4和 1,排除,可得 A为正确答案。 例 6: A、 B、 C、 D、 E 五种芳香化合物都是某些植物挥发油中的主要成分,有的是药物,有的是香料。它们的结构简式如下所示: 5 请回答下列问题: ( 1)这五种化合物中,互为同分异构体的是 。 快速解答: 分子中均含苯环外,可看苯环外的结
8、构: A 中 5 个 C, =1 B 中 4 个 C, =1; C 中 4 个 C, =1; BC 为同分 异构体; D 中 3 个 C, =1; E 中 3 个 C, =2;非同分异构体。 例 7:人们使用四百万只象鼻虫和它们的 215 磅粪物,历经 30 年多时间弄清了棉子象鼻虫的四种信息素的组成,它们的结构可表示如下(括号内表示的结构简式) 以上四种信息素中互为同分异构体的是 A和 B. 和 C. 和 D.和 快速解答: 中 =2+1=3 中 =2+1=3;为同种物质排除; 中 =1+1=2 =1+1=2,为同分异构体,答案为 C 近几年的高考考察的有机化学部分知识,多见于有机合成的综合性大题。往往是推断结合性质一起考察,不饱和度在解答有机化学发挥了重要作用,若能应用好不饱和度,可以起到事半功倍的效果。