不饱和度在高中化学中的妙用
高中化学非常详细关于不饱和度

计算方法1)从有机物分子结构计算不饱和度的方法根据有机物分子结构计算,Ω=双键数+三键数×2+环数如苯:Ω=3+0×2+1=4 即苯可看成三个双键和一个环的结构形式。
补充理解说明:单键对不饱和度不产生影响,因此烷烃的不饱和度是0(所有原子均已饱和)。
一个双键(烯烃、亚胺、羰基化合物等)贡献1个不饱和度。
一个三键(炔烃、腈等)贡献2个不饱和度。
一个环(如环烷烃)贡献1个不饱和度。
环烯烃贡献2个不饱和度。
一个苯环贡献4个不饱和度。
一个碳氧双键贡献1个不饱和度。
一个-NO2贡献1个不饱和度。
例子:丙烯的不饱和度为1,乙炔的不饱和度为2,环己酮的不饱和度也为2。
2)从分子式计算不饱和度的方法第一种方法为通用公式:Ω=1+1/2∑Ni(Vi-2)其中,Vi 代表某元素的化合价,Ni代表该种元素原子的数目,∑代表总和。
这种方法适用于复杂的化合物。
第二种方法为只含碳、氢、氧、氮以及单价卤素的计算公式:Ω=C+1-(H-N)/2其中,C代表碳原子的数目,H代表氢和卤素原子的总数,N代表氮原子的数目,氧和其他二价原子对不饱和度计算没有贡献,故不需要考虑氧原子数。
这种方法只适用于含碳、氢、单价卤素、氮和氧的化合物。
第三种方法简化为只含有碳C和氢H或者氧的化合物的计算公式:Ω =(2C+2-H)/2其中C和H 分别是碳原子和氢原子的数目。
这种方法适用于只含碳和氢或者氧的化合物。
补充理解说明:(1)若有机物为含氧化合物,因为氧为二价,C=O与CH2“等效”,如CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO(乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不饱和度Ω为1。
(2)有机物分子中的卤素原子取代基,可视作氢原子计算不饱和度Ω。
如:C2H3Cl的Ω为1,其他基团如-NH2、-SO3H等都视为氢原子。
(3)碳的同素异形体,可将其视作氢原子数为0的烃。
如C60(足球烯,或者富勒烯,Buckminster fullerene)(4)烷烃和烷基的不饱和度Ω=0如CH4(甲烷)(5)有机物分子中含有N、P等三价原子时,每增加1个三价原子,则等效为减少1个氢原子。
不饱和度在高级中学化学中的妙用

不饱和度在高中化学中的妙用一、不饱和度的概念不饱和度 (英文名称:Degree of unsaturation),又称缺氢指数或者环加双键指数(index of hydrogen deficiency (IHD) or rings plus double bonds ),是有机物分子不饱和程度的量化标志,通常用希腊字母Ω表示。
二、不饱和度的计算方法(1)、从有机物的分子式计算不饱和度的方法第一种方法若有机物中只含碳、氢元素,Ω=222H C -+ (其中C 和H 分别代表碳原子和氢原子的数目)例如:CH 2=CH 2的不饱和度Ω=24222-+⨯=1第二种方法:若有机物中只含碳、氢、氧、氮和单价卤族元素,Ω=21H N C -++(其中C 代表碳原子数目,H 代表氢原子和卤素原子的总数,N 代表氮原子的数目)例如:C 3H 7O 2N 的不饱和度Ω=27113-++=1补充理解说明:①有机物分子中含有卤素等一价元素时,可视为氢原子计算不饱和度,例如:C2H3Cl的不饱和度Ω为1。
②有机物分子中含有氧、硫等二价元素时,因为“C=O”与“C=C”等效,故计算不饱和度时可忽略氧原子,例如:CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO(乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不饱和度Ω均为1。
③有机物分子中含有氮、磷等三价元素时,每增加一个三价原子,则等效为减少一个氢原子,例如:CH3NH2(氨基甲烷)的不饱和度Ω为0。
④碳的同素异形体,可将其视作氢原子数为0的烃,例如C60(足球烯,或者富勒烯,Buckminster fullerene)的不饱和度Ω为61。
⑤对于烃的含氧衍生物(C n H m O z),由于氢原子的最大值是2n+2(如饱和一元醇C n H2n+2O),所以其不饱和度为零,依此类推,饱和一元醛(C n H2n O),饱和一元羧酸(C n H2n O2),由于含有一个碳氧双键而比同碳数的饱和一元醇减少了2个氢原子,也可视为其不饱和度Ω=1。
不饱和度在高中化学中的妙用

不饱和度在高中化学中的妙用一、不饱和度的概念不饱和度 (英文名称:Degree of unsaturation),又称缺氢指数或者环加双键指数(index of hydrogen deficiency (IHD) or rings plus double bonds ),是有机物分子不饱和程度的量化标志,通常用希腊字母Ω表示。
二、不饱和度的计算方法(1)、从有机物的分子式计算不饱和度的方法第一种方法若有机物中只含碳、氢元素,Ω=222HC -+(其中C 和H 分别代表碳原子和氢原子的数目)例如:CH 2=CH 2的不饱和度Ω=24222-+⨯=1第二种方法:若有机物中只含碳、氢、氧、氮和单价卤族元素, Ω=21HN C -++(其中C 代表碳原子数目,H 代表氢原子和卤素原子的总数,N 代表氮原子的数目)例如:C 3H 7O 2N 的不饱和度Ω=27113-++=1补充理解说明:①有机物分子中含有卤素等一价元素时,可视为氢原子计算不饱和度,例如:C2H3Cl的不饱和度Ω为1。
②有机物分子中含有氧、硫等二价元素时,因为“C=O”与“C=C”等效,故计算不饱和度时可忽略氧原子,例如:CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO (乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不饱和度Ω均为1。
③有机物分子中含有氮、磷等三价元素时,每增加一个三价原子,则等效为减少一个氢原子,例如:CH3NH2(氨基甲烷)的不饱和度Ω为0。
④碳的同素异形体,可将其视作氢原子数为0的烃,例如C60(足球烯,或者富勒烯,Buckminster fullerene)的不饱和度Ω为61。
⑤对于烃的含氧衍生物(C n H m O z),由于氢原子的最大值是2n+2(如饱和一元醇C n H2n+2O),所以其不饱和度为零,依此类推,饱和一元醛(C n H2n O),饱和一元羧酸(C n H2n O2),由于含有一个碳氧双键而比同碳数的饱和一元醇减少了2个氢原子,也可视为其不饱和度Ω=1。
高中化学教学中的饱和与非饱和溶液实验设计

高中化学教学中的饱和与非饱和溶液实验设计引言:化学实验是高中化学教学中重要的一环,通过实验可以帮助学生巩固理论知识,培养实践能力和科学思维。
在高中化学实验中,饱和溶液和非饱和溶液是重要的概念。
本文将针对高中化学教学中的饱和与非饱和溶液实验设计进行探讨。
一、实验目的本实验旨在通过实验操作,让学生了解饱和溶液和非饱和溶液的特点,掌握实验方法和技巧,培养实验观察和分析能力。
二、实验材料1. 饱和溶液实验:盐酸、石蜡、试管、滤纸、玻璃棒、滴管、玻璃杯。
2. 非饱和溶液实验:食盐、水、烧杯、玻璃棒、滤纸、滴管。
三、实验步骤1. 饱和溶液实验:(1)取一个干净的试管,加入适量的盐酸。
(2)用玻璃棒搅拌,直到溶解不再发生。
(3)将试管放置一段时间,观察是否有沉淀产生。
(4)将试管倒置,观察是否有气泡产生。
2. 非饱和溶液实验:(1)取一个烧杯,加入适量的水。
(2)用玻璃棒搅拌,直到溶解不再发生。
(3)将滤纸放在烧杯上方,用滴管将食盐溶液滴入滤纸上。
(4)观察滤纸上是否有结晶形成。
四、实验结果与分析1. 饱和溶液实验:(1)盐酸溶解后不再有沉淀产生,说明溶液已达到饱和状态。
(2)试管倒置时产生气泡,说明溶液中有气体溶解。
2. 非饱和溶液实验:(1)食盐溶解后滴在滤纸上,滤纸上会有结晶形成,说明溶液中有过饱和现象。
五、实验讨论1. 饱和溶液实验:通过实验观察,我们发现盐酸溶解后不再有沉淀产生,说明溶液已达到饱和状态。
试管倒置时产生气泡,说明溶液中有气体溶解。
这是因为在溶液中,溶质和溶剂之间的相互作用力达到了动态平衡,无法再溶解更多的溶质。
2. 非饱和溶液实验:通过实验观察,我们发现食盐溶解后滴在滤纸上会有结晶形成,说明溶液中有过饱和现象。
过饱和是指溶液中溶质溶解度超过了溶解度极限,导致溶质以固体形式析出。
这可能是因为在实验过程中,我们加入的食盐过多,导致溶液中的食盐溶解度超过了饱和状态。
六、实验总结通过本次实验,我们对饱和溶液和非饱和溶液有了更深入的了解。
浅析不饱和度的计算及在有机化学中的应用

浅析不饱和度的计算及在有机化学中的应用作者:江学军来源:《都市家教·下半月》2015年第04期【摘要】近几年各省化学高考试题中,分析有机物的结构问题呈现日益复杂的趋势,涉及到的有机物分子式比较复杂,例如2014年北京高考化学25题,2012年浙江高考化学29题等等。
用常规思维来解决这类开放性的问题,难免会走歪路和耗时间,而且容易出差错,考生对这类题目感觉比较抽象,把握度不高。
不饱和度能直接反映有机物分子组成与其结构的关系,是解决这类问题的有效手段,笔者在教学过程中发现其推理严谨,计算简单快速,分析结构时可防遗漏,能帮助学生有效快速地对有机试题进行解答,起到事半功倍之功效。
【关键词】不饱和度;缺氢数;同系物;同分异构体;结构;分子式;推断一、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,通常用希腊字母Ω表示。
规定烷烃的不饱和度为0,烷烃的通式可表示为CnH2n+2,其所能结合H 的数目达到最大,即达到饱和,缺氢数为0。
Ω越大,说明相对于有机物的缺氢数越多,Ω=缺H数/2。
二、不饱和度的计算高中阶段涉及到的有机物所含元素主要有C、H、O(S和O类似)、N(P和N类似)、X(指卤素),下面我们讨论的范围主要是由这些元素组成的有机物。
根据有机物的化学式计算①若有机物分子式为CaHb,则Ω=(2a+2-b)/2,即Ω=a-b/2+1。
②若有机物分子式为CaHbXc,由于X和H成键情况类似,故可视作H来处理,则Ω=(2a+2-b-c)/2,即Ω=a-b/2-c/2+1。
③若有机物分子式为CaHbOd,因为O的成键数目为2个,故O的存在并不会改变有机物所含H的数目,即不会改变不饱和度。
例如:在CH2=CH-CH3中所含H的数目为6,缺氢数为2,Ω=1。
当引入O后会出现两种情况:情况一:O参与两个单键,如CH2=CH-CH2-OH,其所含H的数目仍为6,Ω=1;情况二:O参与双键,如CH3-CH2-CHO,其所含H的数目也为6,Ω=1。
不饱和度在高中化学中的妙用

不饱和度在高中化学中的妙用一、不饱和度的概念不饱和度 (英文名称:Degree of unsaturation),又称缺氢指数或者环加双键指数(index of hydrogen deficiency (IHD) or rings plus double bonds ),是有机物分子不饱和程度的量化标志,通常用希腊字母Ω表示。
二、不饱和度的计算方法(1)、从有机物的分子式计算不饱和度的方法第一种方法若有机物中只含碳、氢元素,Ω=222HC -+(其中C 和H 分别代表碳原子和氢原子的数目)例如:CH 2=CH 2的不饱和度Ω=24222-+⨯=1第二种方法:若有机物中只含碳、氢、氧、氮和单价卤族元素, Ω=21HN C -++(其中C 代表碳原子数目,H 代表氢原子和卤素原子的总数,N 代表氮原子的数目)例如:C 3H 7O 2N 的不饱和度Ω=27113-++=1补充理解说明:①有机物分子中含有卤素等一价元素时,可视为氢原子计算不饱和度,例如:C2H3Cl的不饱和度Ω为1。
②有机物分子中含有氧、硫等二价元素时,因为“C=O”与“C=C”等效,故计算不饱和度时可忽略氧原子,例如:CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO (乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不饱和度Ω均为1。
③有机物分子中含有氮、磷等三价元素时,每增加一个三价原子,则等效为减少一个氢原子,例如:CH3NH2(氨基甲烷)的不饱和度Ω为0。
④碳的同素异形体,可将其视作氢原子数为0的烃,例如C60(足球烯,或者富勒烯,Buckminster fullerene)的不饱和度Ω为61。
⑤对于烃的含氧衍生物(C n H m O z),由于氢原子的最大值是2n+2(如饱和一元醇C n H2n+2O),所以其不饱和度为零,依此类推,饱和一元醛(C n H2n O),饱和一元羧酸(C n H2n O2),由于含有一个碳氧双键而比同碳数的饱和一元醇减少了2个氢原子,也可视为其不饱和度Ω=1。
不饱和度在有机化学中的妙用

不饱和度在有机化学中的妙用张伟安【期刊名称】《高中数理化》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】1页(P52)【作者】张伟安【作者单位】山东省济南第三职业中等专业学校【正文语种】中文不饱和度指的是在有机物分子结构中,其缺少的氢的个数.通过不饱和度概念的介入,对我们判断有机物分子式、有机物结构和性质、有机物的同分异构体及对应的结构单元作用显著.本文将结合例题,对不饱和度在有机计算中的妙用进行探究.在高考题中,常有给出有机物结构式,求其分子式的例题.对于此类题型,大多数学生采取数数的做法,依次数出对应元素的原子个数.但常出现多数或漏数的情况.利用不饱和度的定义和性质,便可以得到对应原子的个数.对有机化合物分子式与不饱和度的关系式总结如下.烃类物质CxHy,不饱和度卤代烃含氧衍生物例1 (2016年上海卷) 异戊二烯是重要的有机化工原料,其结构简式为已知化合物X 与异戊二烯具有相同的分子式,与Br2/CCl4反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷.X的结构简式为________.由X与异戊二烯的分子式相同,可知化合物X的分子式为C5H8,不饱和度为2.由不饱和度的性质可知,化合物X中存在2个碳碳双键或者1个碳碳三键.再由它与Br2/CCl4反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷,可以判断出X分子中存在的是碳碳三键.并可以判断出碳碳三键所处的位置.在标注出三键位置后,可写出化合物X的结构简式为已知分子式,要求推断有机物的结构和性质,是有机化学另一类常见题型.对于此类题型,需要学生能够对不饱和度的概念与性质进行逆向操作,将分子式代入对应的计算关系式中,得到有机分子的不饱和度.此时,可以结合已知信息,对官能团的类型及数量进行判断,从而确定出有机物的结构.最后,利用有机化学的基本性质实现求解.此类题型的顺利求解是建立在学生扎实的有机化学基础上,同时还需要对各官能团及其对应性质充分认识,才能实现高效求解.同分异构体、同系物的概念学生常常容易混淆.同分异构体,其分子式相同、不饱和度相同,但其结构式不同,完全属于2种不同类型的物质.对于同系物,其结构组成相似,但分子组成相差若干个“CH2”原子团,且不饱和度相同.利用上述性质,欲判断2个有机分子是同分异构体还是同系物,首要做法是计算对应的不饱和度.例2 为了弄清棉籽象鼻虫的信息素结构,科学家对其本体和粪便进行了长达30多年的研究,最终得到其4种信息素的组成结构如图1所示.试问,以上信息素属于同分异构体的是( ).A ①、②;B ①、③;C ③、④;D ②、④对于同分异构体,其分子式相同,故首先要写出上述4种信息素的分子式.结合各类信息素对应的不饱和度计算关系式,得到:①的不饱和度为3,分子式为C11H18O; ②的不饱和度为3,分子式C10H16O; ③的不饱和度为2,分子式为C11H20O; ④的不饱和度为2,分子式为C11H20O.故可知本题中的同分异构体为③和④,答案为C.总之,不饱和度的使用对有机化学分子式判断、结构单元性质及数量判断、同分异构判断等均有显著作用.通过对不饱和度的创新式使用,我们成功将不饱和度的概念与其他化学知识相联系,实现高中化学的串联式教学.纵观近年的化学高考,不饱和度在有机化学中越发关键和频繁,因此必须保持足够的重视.链接练习已知芳香化合物M的分子式是C8H8Cl2,M的苯环上的一溴取代物只有1种,则其所有可能的结构简式有( ).A 2种;B 3种;C 5种D 6种链接练习参考答案D.。
有机物不饱和度的计算及应用

不饱 和度 又称 缺 氢指 数 , 常 用 符号 n 表 示. 通 对 烃 H 或烃 的含 氧衍 生 物 H , Y .+2 O。若 一2 z ,
则该有机 物 中氢 原子是 饱 和 的 , 不饱 和 度 一0 若 其 ;
< 2 +2 该 有 机 物 中氢 原 子不 饱 和 , 原 子 数 比对 , 氢
。 V CH2 H O o H
旦
C的分 子 结 构如 右 所 示 ( 其 中 R 和 R 代 表 不 同 的 烃
环 3 双键 )力一4 个 , .
化
1 )根据 结构 式 , 用不饱 和度 快速确 定复 杂有机 利
物 的分子 式
例 4 一 种 从 植 物 中 提 取 的 天 然 化 合 物 —
dmacn a so e可用于 制作“ 水 ”其结 构 为 香 ,
该
苟 利 国 家生 死 以 , 岂因祸 福 避 趋 之.
答案
,
D .
.
例 5 人 们 使 用 4 0万 只 象 鼻 虫 和 它 们 的 0 965g 7 粪物 , 历经 3 O多年 时间弄 清 了棉子象 鼻虫 的 4
例 8 有机 物 A 为茉莉香 型香料 .
种信息素的组成, 它们的结构可表示如下( 括号 内表 示④ 的结构 简式 ) :
,
。
例 1 根据 下列分 子 的结构简 式求其 不饱 和度 .
苯 乙炔 : 萘:
— —
立方 烷 :
油酸 甘油酯 :
霹析
n = 6; = =
cc含 个环 1三 , H 1苯 和个 键
萘子结简为) , 于2环 分的构式 《 相 有个 ( 当
5 双键 , 个 一7
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不饱和度在高中化学中
的妙用
work Information Technology Company.2020YEAR
不饱和度在高中化学中的妙用
一、不饱和度的概念
不饱和度 (英文名称:Degree of unsaturation),又称缺氢指数或者环加双键指数(index of hydrogen deficiency (IHD) or rings plus double bonds ),是有机物分子不饱和程度的量化标志,通常用希腊字母Ω表示。
二、不饱和度的计算方法
(1)、从有机物的分子式计算不饱和度的方法
第一种方法
若有机物中只含碳、氢元素,
Ω=222H
C -+
(其中C 和H 分别代表碳原子和氢原子的数目)
例如:CH 2=CH 2的不饱和度Ω=24
222-+⨯=1
第二种方法:
若有机物中只含碳、氢、氧、氮和单价卤族元素, Ω=21H
N C -++
(其中C 代表碳原子数目,H 代表氢原子和卤素原子的总数,N 代表氮原子的数目)
例如:C 3H 7O 2N 的不饱和度Ω=27113-++=1
补充理解说明:
①有机物分子中含有卤素等一价元素时,可视为氢原子计算不饱和度,例如:C2H3Cl的不饱和度Ω为1。
②有机物分子中含有氧、硫等二价元素时,因为“C=O”与“C=C”等效,故计算不饱和度时可忽略氧原子,例如:CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO(乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不饱和度Ω均为1。
③有机物分子中含有氮、磷等三价元素时,每增加一个三价原子,则等效为减少一个氢原子,例如:CH3NH2(氨基甲烷)的不饱和度Ω为0。
④碳的同素异形体,可将其视作氢原子数为0的烃,例如C60(足球烯,或者富勒烯,Buckminster fullerene)的不饱和度Ω为61。
⑤对于烃的含氧衍生物(C n H m O z),由于氢原子的最大值是
2n+2(如饱和一元醇C n H2n+2O),所以其不饱和度为零,依此类推,饱和一元醛(C n H2n O),饱和一元羧酸(C n H2n O2),由于含有一个碳氧双键而比同碳数的饱和一元醇减少了2个氢原子,也可视为其不饱和度Ω=1。
这样,对于一个有机物分子——烃或烃的含氢衍生物,只要知道了其不饱和度,就能推断出其可能的结构。
即有下列关系:
若Ω=0,说明有机分子呈饱和链状,分子中的碳氢原子以C n H2n+2(此为饱和烃分子式通式)关系存在。
若Ω=1,说明有机分子中含有一个双键或一个环。
若Ω=2,说明有机分子中含有两个双键或一个三键或一个双键一个环或两个环。
若Ω≥4,说明有机分子中可能含有苯环(C6H6)。
第三种方法:
通用公式
(其中代表某元素的化合价,代表该种元素原子的数目,代表总和。
)
(2)、从有机物的分子结构计算不饱和度的方法
Ω=双键数+三键数×2+环数
例如:乙烯苯的不饱和度Ω=4+1=5
补充理解说明:
①单键对不饱和度不产生影响,因此烷烃的不饱和度是0(所有原子均已饱和)。
②一个双键(烯烃、亚胺、羰基化合物等)贡献1个不饱和度。
③一个三键(炔烃、腈等)贡献2个不饱和度。
④一个环(如环烷烃)贡献1个不饱和度。
⑤一个苯环贡献4个不饱和度(可以看成一个
环和三个双键)。
⑥一个-NO2贡献1个不饱和度。
⑦立体封闭有机化合物分子(多面体或笼状结
构),其不饱和度比面数少1。
例如:
立方烷的面数为6,不饱和度为5。
棱晶烷的面数为5,不饱和度为4。
盆烯的面数为4,不饱和度为3。
金刚烷的面数为4,不饱和度为3。
三、不饱和度的应用
(1)用不饱和度判断有机化合物的分子式是否成立
有机化合物的不饱和度只能是0和正整数,不可能是分数或负数,否则,该分子式不成立。
例1、判断下列有机物的分子式能否成立?成立的说出一种化合物。
A.C2H3O B.C7H5Br3
C. C6H4FNO2
D.C4H8NO
解析:
A.Ω=3/2,因此,该分子式不能成立。
B.Ω=4,因此,该分子式能成立。
如三溴甲苯。
C.Ω=5,因此,该分子式能成立。
如对硝基氯苯。
D.Ω=3/2,因此,该分子式不能成立。
(2)、用不饱和度书写有机化合物的分子式
判断结构复杂的有机物分子式时,通过不饱和度可在仅知道碳原子数的前提下,迅速地求出氢原子从而确定有机物的分子式。
例2、(2003上海高考化学)自20世纪90年代以来,芳炔类大环化合物的研究发展十分迅速,具有不同分子结构和几何形状的这一类物质在高科技领域有着十分广泛的应用前景。
合成芳炔类大环的一种方法是以苯乙炔()经过反应得到一系列的芳块类大环化合物,其结构为:
则上述系列中第1种物质的分子式为。
解析:
第1种物质中含有3个苯环、3个C≡C键,且相互间连成一个大环(不饱和度为1),所以其不饱和度为:3×4+3×2+1=19。
C原子个数为24,所以H原子个数为:2×24+2-2×19=12
所以分子式为C24H12
(3)、用不饱和度推断有机化合物的同分异构体
互为同分异构体的有机化合物的分子式相同,则其不饱和度也相同,因此,通过不饱和度可以帮助判断和书写同分异构体。
例3、人们使用四百万只象鼻虫和它们的215磅粪便物,历经30多年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④的结构简式)以上四种信息素中,互为同分异构体的是()
A、①和②B、①和④C、③和④D、②和④
解析:观察可知1,2,3,4的碳原子数分别为11,10,11,11。
①Ω=2+1=3,②Ω=1+1=2,③Ω=2=1=3,④Ω=1+1=2,因碳原子数和不饱和度均需相同,故答案为D。
(4)、用不饱和度推断有机化合物的结构和性质
通过有机物的分子式确定其不饱和度,由不饱和度可推测该有机化合物具有的结构和性质。
例4、某芳香族有机物的分子式为C8H6O2,它的分子(除苯环外不含其他环)中不可能有()
A.两个羟基 B.一个醛基 C.两个醛基 D.一个羧基解析:该分子不饱和度是6除去苯环4个不饱和度外,还有两个不饱和度,则推测结构中有1个C≡C或两个C=O。
但若该分子中含有一个羧基(Ω=1),余下的一个碳原子不可能再与其他原子形成不饱和键,无法是不饱和度达到6。
故该分子中不可能含有一个羧基。
答案为D。
(5)、用不饱和度来计算笼状化合物的面数
笼状化合物的面数=Ω+1,不过,这里的Ω仅仅指由环产生的Ω,而没有包括双键及三键产生的Ω。
因此,我们可用不饱和度来计算笼状化合物的面数等其他几何元素。
例5、1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重要贡献的3位科学家,C60分子是形如球状的多面体,该结构的建立基于以下考虑:①C60分子中每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成共价键;⑦C60中含有五边形和六边形;③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉公式:
顶点数+面数-棱边数=2.
试求C60分子中的双键数,单键数,面数,五边形和六边形的个数?
解析:
Ω=1
2(2n+2-m)=
1
2(60×2+2—0)=61
Ω2=60/2=30,
因Ω=Ωn+Ω2
故Ωn=61-30=31
因C60顶点数=60,
面数=n+1=31+1=32
故棱边数:顶点数+面数-2=60+32-2=90
因Ω2=30,棱边数=90,
故单键数=90-30=60
设五边形的个数为X,六边形的个数为Y,则有X+Y=32, (5X+6Y)/3=60,
解得X=12,Y=20。
即有12个五边形,20个六边形。