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AP化学/有机化学

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前缀 碳原子数 烷基
甲- 1 甲基
乙- 2 乙基
丙- 3 丙基
丁- 4 丁基
戊- 5 戊基
己- 6 己基
庚- 7 庚基
辛- 8 辛基
壬- 9 壬基
癸- 10 癸基

烷基是一个含有特定数量碳原子的自由基,其通式为,其中一个氢原子被移除,释放出一个键。这使得它能够与化合物中的碳(或氧等)键合,并形成更复杂的化合物。

官能团

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  • 醇类含有OH-,例如C2H5OH是乙醇或酒精。

  • 烷烃的通式为CnH2n+2,是饱和烃(即只含有单键),例如甲烷(CH4和丙烷(C3H8)。

  • 烯烃的通式为CnH2n,是不饱和烃(即含有双键/三键),例如乙烯(C2H4)。

  • 炔烃的通式为CnH2n-2,是不饱和烃,例如乙炔(C2H2)。

  • 胺类含有氮,在结构上类似于氨。

  • 腈类含有氰基(CN-)。

化合物 羧酸 酰胺
结构 Aldehyde Ketone Carboxylic acid Ester Amide
通式 RCHO RCOR' RCOOH RCOOR' RCONHR'

骨架式

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骨架式在有机化学中非常重要,原因有两个:(1)它们出现频率很高,以及(2)它们使绘制有机化合物变得容易得多。请考虑下图。 左边的图像是丁烷(C4H10)。但是,您可以看到草图上没有写C和H。碳由线段末端的顶点表示。线段本身表示(像往常一样)单键。氢原子没有画出来,但它们存在,因为所有碳原子都形成四个键。因为丁烷是饱和的,所以氢原子必须连接到碳原子上,在那里它们仍然可以形成键。 左边的图像是乙烯(C2H4)。如您所见,此草图中有两条线段。当两条或三条线段重叠出现时,它们分别表示双键和三键(就像在结构式中一样)。 这是有机化学中的另一个重要概念。自从发现以来,基于这种组分,已经创造了数千种新的有机化学物质。苯的分子式为C6H6。苯常见于称为芳烃的有机化学物质中,如右侧所示(在阿司匹林中)。 碳和氢(尽管氢氧根 (OH-) 也写出来了)是骨架式中没有用其化学符号表示的两种元素;它们被称为隐式元素。有机化学中的其他常见元素,如氮、氯、氟和氧,则用其化学符号表示;它们被称为显式元素,如右侧所示。请记住符号R代表任何烷基。烷基应被视为显式元素。

其他命名规则

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烷烃、烯烃和炔烃的命名

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  1. 确定化合物是饱和的还是不饱和的
    1. 如果是饱和的,则为烷烃,并以–烷结尾
    2. 如果不饱和
      1. 并且有双键,则为烯烃,并以-烯结尾
      2. 并且有三键,则为炔烃,并以–炔结尾
  2. 通过从化合物的某一端开始,数碳原子到另一端,不重复计数任何碳原子(记住后续的一些步骤),来找到主链。然后,根据碳原子的数量,从上面“前缀”部分的图表中选择一个前缀。
    1. 如果是烷烃,只需使用步骤1.1中的后缀。
    2. 如果是烯烃,则使用步骤1.2中相应的后缀。然后,标注双/三键开始的碳原子的编号,使其尽可能小,并用连字符将其与碳原子数的前缀和后缀隔开(例如,丁-2-烯)。注意,C1(主链中的第一个碳原子)应该基于此步骤。在名称前放置数字(例如2-丁烯)似乎也是可以接受的。
  3. 如果化合物是烯烃,则可以向名称中添加其他元素。
    1. 如果双键分隔的化合物部分位于双键的同侧,则在主链名称前添加前缀顺-(例如,顺-丁-2-烯)。
    2. 如果双键分隔的化合物部分位于双键的两侧,则在主链名称前添加前缀反-(反-丁-2-烯)。
  4. 确定化合物是否含有烷基。
    1. 如果有,确定有多少个,以及它们相对于C1的位置。
      1. 烷基连接到主链的碳原子的编号放在烷基名称之前,烷基名称放在主链名称之前(例如,2-甲基丁烷)。
      2. 如果有多种类型的烷基,则按字母顺序排列烷基的名称,并用逗号隔开(例如,3-乙基,4-甲基己烷)。
      3. 如果某种类型的烷基有多个,则用逗号隔开它们连接的碳原子,并添加一个基于其数量的前缀(例如,2,2-二甲基丙烷)。下面提供了列表。

烷基前缀

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基团数目 前缀
1 一-
2 二-
3 三-
4 四-
5 五-
  1. 该化合物是饱和的,因此是烷烃。
  2. 碳原子主链包含六个碳原子(己-)。
  3. 它不是烯烃。
  4. 该化合物有一个烷基(甲基)连接在C2上。

该化合物的名称是2-甲基己烷。

  1. 该化合物是饱和的,因此是烷烃。
  2. 主链包含四个碳原子(丁-)。
  3. 它不是烯烃。
  4. 该化合物有两个烷基(均为甲基)连接在C2和C3上。

该化合物的名称是2,3-二甲基丁烷。

  1. 该化合物是不饱和的,并且是烯烃(双键)。
  2. 主链有六个碳原子(己-),双键位于C3上。
  3. 忽略步骤3。
  4. 该化合物没有烷基。

该化合物的名称是己-3-烯或3-己烯。

  1. 该化合物是不饱和的,并且是炔烃(三键)。
  2. 主链有六个碳原子(己-)。
  3. 忽略步骤3。
  4. 该化合物没有烷基。

该化合物的名称是己-1-炔或1-己炔。

异构体

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  • 结构异构体 - 碳原子的排列方式不同。
    • 链异构体 - 碳链不同。
    • 位置异构体 - 官能团在碳链上的位置不同。
    • 官能团异构体 - 官能团不同。
  • 立体异构体 - 具有相同结构式但原子在空间排列不同的异构体。


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