20131110高三复习不饱和度

12013有机复习------不饱和度专题姓名：班级：2013年11月10日星期日一、不饱和度(英文名称:Degreeofunsaturation)，又称缺氢指数或者环加双键指数（indexofhydrogendeficiency(IHD)orringsplusdoublebonds）是有机物分子不饱和程度的量化标志，用希腊字母Ω表示，在有机化学中用来帮助画化学结构。不饱和度公式可以帮助使用者确定要画的化合物有多少个环、双键、和叁键，但不能给出环或者双键或者叁键各自的确切数目，而是环和双键以及两倍叁键（即叁键算2个不饱和度）的数目总和。最终结构需要借助于核磁共振（NMR），质谱和红外光谱（IR）以及其他的信息来确认。二、不饱和度的计算方法（1）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＋叁键数×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：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）贡献一个不饱和度。一个叁键（炔烃、腈等）贡献两个不饱和度。一个环（如环烷烃）贡献一个不饱和度。环烯烃贡献2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。第二种方法：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：2（1）若有机物为含氧化合物，因为氧为二价，C=O与C=C“等效”，所以在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子。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，Buckminsterfullerene)（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。如，CH3NH2（氨基甲烷）的不饱和度Ω=0。(6)C=C碳碳双键的不饱和度Ω=1；碳碳叁键的不饱和度Ω=2。（7）立体封闭有机物分子（多面体或笼状结构）不饱和度的计算，其成环的不饱和度比面数少数1。如立方烷面数为6，其不饱和度Ω=6－1=5三、不饱和度计算的用途不饱和度在有机化学中主要有两个用途:1、检查对应结构的分子式是否正确有机题中经常有一些复杂结构的物质，要求写分子式或判断给出的分子式是否正确，这时就可以利用不饱和度来检查：先写出分子式，然后根据分子式计算不饱和度，然后根据结构数不饱和度，若相等，则说明分子式正确。例如：甲苯的分子式为C7H8，计算出不饱和度为4，而双键（其实不是双键，但在计算不饱和度时可以看作双键）和环的不饱和度都是1，所以总的为4。根据不饱和度推测分子式可能具有的结构例如，某烃分子结构中含有一个苯环，两个碳碳双键和一个碳碳三键，它的分子式可能是（）A.C9H12B.C17H20C.C20H30D.C12H201+3+2*1+2=83A:(9*2+2-12)/2=4B:(17*2+2-20)/2=8C:(20*2+2-30)/2=7D:(12*2+2-20)/2=2b正确不饱和度都满足Ω=（C原子数×2+2—氢原子数）÷2这一公式一、计算不饱和度的常用方法1．烃由于烷烃为链状饱和烃,其不饱和度记为0;而对任一烃类CXHY,对比烷烃通式CXH2X+2每少2个氢原子,记不饱和度为1,由此可以推出:.每有一个双键会少2个氢原子,不饱和度增加1,如烯、亚胺(C=N-)、羰基化合物等;每有一个三键会少4个氢原子,如炔烃、腈(-C≡N）类,不饱和度增加2;每成一个环会少2个氢原子,不饱和度增加1,例如环己烯Ω=2..则CXHY的不饱和度计算方法为:Ω=[(2X+2)-Y]/2＝双键数＋三键数×2＋环数(苯可看成三个双键和一个环的结构形式)2．烃的衍生物①含氧衍生物.如醇、酚、醚、醛、羧酸、酯等。因为氧为二价原子，而羰基与碳碳双键等效，所以在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子。如CH2=CH2、CH3CHO、CH3COOH的都可以看作C2H4计算，Ω=1。②含卤衍生物.如卤代烃.由于卤素原子一般看作取代基，可视卤原子为氢原子计算。如：C2H3Cl可看作C2H4计算,Ω=1.③含有N、P等三价原子的有机物.每增加1个三价原子，则等效为减少1个氢原子。如CH3CN,可以看作C2H2.Ω=2,含有一个碳氮三键.④立体封闭有机物分子（多面体或笼状结构），其成环的不饱和度比面数少数1,例如立方烷(C8H8,结构见下图)面数为6，其不饱和度Ω=6－1=5.(立方烷结构图:每个顶点为一个碳原子并连接一个氢原子)一、已知分子式求不饱和度C3H6C3H60C3H5CIC3H7NC4H6C5H6OC5H9CIC6H8Br2C8H9NC10H2N2O44碳碳单键：Ω=_____碳碳双键：Ω=_____碳氧双键：Ω=_____碳碳叁键：Ω=_____环：Ω=_____苯环：Ω=_____二、由结构（图形）求不饱和度Ω=？立体封闭多面体：Ω=最小环数-1不饱和度的应用1.已知有机物结构确定有机物的分子式已知维生素A的结构简式如下图，式中以线示键，线的交点与端点处代表碳原子，并用氢原子数补足四价，但C、H原子未标记出来。则维生素A的分子式为__________。体验思路：练习：1是一种驱蛔虫药——山道年的结构简式，试确定其分子式。2.DHA分子式OO52.预测分子可能具有的结构①Ω=0，饱和链状结构②Ω=1，有一个双键或一个环③Ω=2，有两个双键或一个叁键；或一个双键和一个环；或两个环；余类推④Ω≥4，很可能有苯环例题：某芳香族有机物的分子式为C8H6O2，它的分子（除苯环外不含其它环）中不可能有（）A、两个羟基B、一个醛基C、两个醛基D、一个羧基体验思路：练习1：科学家1995年合成了一种分子式为C200H200的烃，含多个碳碳叁键，其分子中含碳碳叁键最多有几个（）A、49B、50C、51D、不能确定2、判断同分异构体①在下面化合物（A）~（D）中，与互为同分异构体的有（填字母代号）___________。②请判断分子式为C3H6O的同分异构体中可能的结构练习1.【2008海南20【1mo1X能与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．C5H10O4B．C4H8O4C．C3H6O4D．C2H2O42.【2009浙江1】一种从植物中提取的天然化合物a-damascone，可用于制作“香水”，其结构如右图，有关该化合物的下列说法不正确．．．的是6A．分子式为C13H20OB.该化合物可发生聚合反应C．1mol该化合物完全燃烧消耗19molO2D．与溴的CCl4溶液反应生成的产物经水解、稀硝酸化后可用AgNO3溶液检验3.【09天津卷8】请仔细阅读以下转化关系：A是从蛇床子果实中提取的一种中草药有效成分，是由碳、氢、氧元素组成的酯类化合物；B称作冰片，可用于医药和制香精、樟脑等；C的核磁共振氢谱显示其分子中含有4种氢原子；D中只含一个氧原子，与Na反应放出H2；F为烃。请回答：（1）B的分子式为___________。（4）F的分子式为____________。化合物H是F的同系物，相对分子质量为56，写出H所有可能的结构：。4.【2008四川卷29】（3）①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。5.【09全国卷Ⅱ30】化合物A相对分子质量为86，碳的质量分数为55.8%，氢为7.0%，其余为氧。A的相关反应如下图所示：已知R－CH＝CHOH(烯醇)不稳定，很快转化为R－CH2CHO。根据以上信息回答下列问题：⑴A的分子式为;⑸A有多种同分异构体,写出四个同时满足(i)能发生水解反应(ii)能使溴的四氯化碳溶液褪色两7个条件的同分异构体的结构简式：、、、；⑹A的另一种同分异构体，其分子中所有碳原子在一条直线上，它的结构简式为。6.【2003年全国】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④的结构简式）①②③④以上四种信息素中互为同分异构体的是（）A．①和②B.①和③C.③和④D.②和④7.已知：化合物A能与FeCl3溶液发生显色反应，且有两个甲基。（1）某同学写出了A中苯环的5种连接方式，请你根据不饱和度判断正误：已知分子中含有两个化学环境完全相同的甲基已知A中苯环上的一硝基取代物只有两种。请写出A（C15H16O2）的结构简式8（2）写出同时满足下列条件的D的所有同分异构体的结构简式（不考虑立体异构）a．属于酯类b．能发生银镜反应8.【2010年高考化学(全国卷Ⅰ)30题】有机化合物A～H的转换关系如下所示：9.请回答下列问题：（1）链烃A有支链且只有一个官能团，其相对分子质量在65～75之间，1molA完全燃烧消耗7mol氧气，则A的结构简式是，名称是；（2）在特定催化剂作用下，A与等物质的量的H2反应生成E。由E转化为F的化学方程式是；（3）G与金属钠反应能放出气体，由G转化为H的化学方程式是；（4）①的反应类型是；③的反应类型是；（5）链烃B是A的同分异构体，分子中的所有碳原子共平面，其催化氢化产物为正戊为烷，写出B所有可能的结构简式（6）C也是A的一种同分异构体，它的一氯代物只有一种（不考虑立体异构，则C的结构简式为。