化学官能团

化学官能团

商标类目-大脑结构

2023年2月19日发(作者：中药斗谱)1 高中有机化学中各种官能团的性质 1。卤化烃：官能团，卤原子 在碱的溶液中发生“水解反应”，生成醇 在碱的醇溶液中发生“消去反应”，得到不饱和烃 2。醇：官能团，醇羟基 能与钠反应，产生氢气 能发生消去得到不饱和烃（与羟基相连的碳直接相连的碳原子上如果没有氢原子，不能发生消去） 能与羧酸发生酯化反应 能被催化氧化成醛（伯醇氧化成醛，仲醇氧化成酮，叔醇不能被催化氧化） 3。醛：官能团，醛基 能与银氨溶液发生银镜反应 能与新制的氢氧化铜溶液反应生成红色沉淀 能被氧化成羧酸 能被加氢还原成醇 4。酚，官能团，酚羟基 具有酸性 能钠反应得到氢气 酚羟基使苯环性质更活泼，苯环上易发生取代，酚羟基在苯环上是邻对位定位基 能与羧酸发生酯化 5。羧酸，官能团，羧基 具有酸性（一般酸性强于碳酸） 能与钠反应得到氢气 不能被还原成醛（注意是“不能”） 能与醇发生酯化反应 6。酯，官能团，酯基 能发生水解得到酸和醇 醇、酚：羟基(-OH)；伯醇羟基可以消去生成碳碳双键，酚羟基可以和NaOH反应生成水，与Na2CO3反应生成NaHCO3，二者都可以和金属钠反应生成氢气 醛：醛基(-CHO)； 可以发生银镜反应，可以和斐林试剂反应氧化成羧基。与氢气加成生成羟基。 酮：羰基(＞C=O)；可以与氢气加成生成羟基 羧酸：羧基(-COOH)；酸性，与NaOH反应生成水，与NaHCO3、Na2CO3反应生成二氧化碳 硝基化合物：硝基(-NO2)； 胺：氨基(-NH2). 弱碱性 烯烃：双键（＞C=C＜）加成反应。 炔烃：三键（-C≡C-） 加成反应 醚：醚键（-O-） 可以由醇羟基脱水形成 磺酸：磺基（-SO3H） 酸性，可由浓硫酸取代生成 腈：氰基（-CN） 酯: 酯 (-COO-) 水解生成羧基与羟基，醇、酚与羧酸反应生成 注: 苯环不是官能团，但在芳香烃中，苯基(C6H5-)具有官能团的性质。苯基是过去的提法，现在都不认为苯基是官能团 高中各年级课件教案习题汇总语文 数学 英语 物理 化学2 官能团:是指决定化合物化学特性的原子或原子团. 或称功能团。 卤素原子、羟基、醛基、羧基、硝基，以及不饱和烃中所含有碳碳双键和碳碳叁键等都是官能团，官能团在有机化学中具有以下5个方面的作用。 1．决定有机物的种类 有机物的分类依据有组成、碳链、官能团和同系物等。烃及烃的衍生物的分类依据有所不同，可由下列两表看出来。 烃的分类法： 烃的衍生物的分类法： 2．产生官能团的位置异构和种类异构 中学化学中有机物的同分异构种类有碳链异构、官能团位置异构和官能团的种类异构三种。对于同类有机物，由于官能团的位置不同而引起的同分异构是官能团的位置异构，如下面一氯乙烯的8种异构体就反映了碳碳双键及氯原子的不同位置所引起的异构。 对于同一种原子组成，却形成了不同的官能团，从而形成了不同的有机物类别，这就是官能团的种类异构。如：相同碳原子数的醛和酮，相同碳原子数的羧酸和酯，都是由于形成不同的官能团所造成的有机物种类不同的异构。 3．决定一类或几类有机物的化学性质 官能团对有机物的性质起决定作用，-X、-OH、-CHO、-COOH、-NO2、-SO3H、-NH2、RCO-，这些官能团就决定了有机物中的卤代烃、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亚硝酸酯、磺酸类有机物、胺类、酰胺类的化学性质。因此，学习有机物的性质实际上是学习官能团的性质，含有什么官能团的有机物就应该具备这种官能团的化学性质，不含有这种官能团的有机物就不具备这种官能团的化学性质，这是学习有机化学特别要认识到的一点。例如，醛类能发生银镜反应，或被新制的氢氧化铜悬浊液所氧化，可以认为这是醛类较特征的反应；但这不是醛类物质所特有的，而是醛基所特有的，因此，凡是含有醛基的物质，如葡萄糖、甲酸及甲酸酯等都能发生银镜反应，或被新制的氢氧化铜悬浊液所氧化。 4．影响其它基团的性质 有机物分子中的基团之间存在着相互影响，这包括官能团对烃基的影响，烃基对官能团的影响，以及含有多官能团的物质中官能团之间的的相互影响。 ① 醇、苯酚和羧酸的分子里都含有羟基，故皆可与钠作用放出氢气，但由于所连的基团不同，在酸性上存在差异。 R-OH 中性，不能与NaOH、Na2CO3反应； C6H5-OH 极弱酸性，比碳酸弱，不能使指示剂变色，能与NaOH反应，不能与Na2CO3反应； R-COOH 弱酸性，具有酸的通性，能与NaOH、Na2CO3反应。 显然，羧酸中，羧基中的羰基的影响使得羟基中的氢易于电离。 ② 醛和酮都有羰基(>C=O)，但醛中羰基碳原子连接一个氢原子，而酮中羰基碳原子上连接着烃基，故前者具有还原性，后者比较稳定，不为弱氧化剂所氧化。 ③ 同一分子内的原子团也相互影响。如苯酚，-OH使苯环易于取代(致活)，苯基使-OH显示酸性(即电离出H+)。果糖中，多羟基影响羰基，可发生银镜反应。 由上可知，我们不但可以由有机物中所含的官能团来决定有机物的化学性质，也可以由物质的化学性质来判断它所含有的官能团。如葡萄糖能发生银镜反应，加氢还原成六元醇，可知具有醛基；能跟酸发生酯化生成葡萄糖五乙酸酯，说明它有五个羟基，故为多羟基醛。 5．有机物的许多性质发生在官能团上 有机化学反应主要发生在官能团上，因此，要注意反应发生在什么键上，以便正确地书写化学方程式。 如醛的加氢发生在醛基碳氧键上，氧化发生在醛基的碳氢键上；卤代烃的取代发生在碳卤键上，消去发生在碳卤键和相邻碳原子的碳氢键上；醇的酯化是羟基中的O—H键断裂，取代则是C—O键断裂；加聚反应是含碳碳双键(>C=C<)(并不一定是烯烃)的化合物的特有反应，聚合时，将双键碳上的基团上下甩，打开双键中的一键后手拉手地连起来。 有机化学反应总结 1、取代反应 （1）．能发生取代反应的官能团有：醇羟基（－OH）、卤原子（－X）、羧基（－COOH）、 酯基（－COO－）、肽键（－CONH－）等。 （2）．能发生取代反应的有机物种类如下图所示： 2、加成反应 1．能发生加成反应的官能团：双键、三键、苯环、羰基（醛、酮）等。 2．加成反应有两个特点： ①反应发生在不饱和的键上，不饱和键中不稳定的共价键断裂，然后不饱和原子与其 它原子或原子团以共价键结合。 ②加成反应后生成物只有一种（不同于取代反应）。 说明： 1．羧基和酯基中的碳氧双键不能发生加成反应。 2．醛、酮的羰基只能与H2发生加成反应。 3．共轭二烯有两种不同的加成形式。 3、消去反应 （1）．能发生消去反应的物质：醇、卤代烃；能发生消去反应的官能团有：醇羟基、 卤素原子。 （2）．反应机理：相邻消去 ，发生消去反应，必须是与羟基或卤素原子直接相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子，否则不能发生消去反应。如CH3OH，没有邻位碳原子，不能发生消去反应。 4、聚合反应 （1）．加聚反应： 烯烃加聚的基本规律： （2）．缩聚反应： （1）二元羧酸和二元醇的缩聚，如合成聚酯纤维： （2）醇酸的酯化缩聚： 此类反应若单体为一种，则通式为： 4 若有两种或两种以上的单体，则通式为： （3）．氨基与羧基的缩聚： （1）氨基酸的缩聚，如合成聚酰胺6： （2）二元羧酸和二元胺的缩聚： 5、氧化反应与还原反应 1．氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。能发生氧化反应的物质和官能团：烯（碳碳双键）、醇、酚、苯的同系物、含醛基的物质等。 烯（碳碳双键）、炔（碳碳叁键）、苯的同系物的氧化反应都主要指的是它们能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，被酸性高锰酸钾溶液所氧化。 含醛基的物质（包括醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖等）的氧化反应，指银镜反应及这些物质与新制氢氧化铜悬浊液的反应。要注意把握这类反应中官能团的变化及化学方程式的基本形式。 2．还原反应是有机物分子里“加氢”或“去氧”的反应，其中加氢反应又属加成反应。还原反应具体有：与氢气的加成（如醛、酮）、硝基苯的还原。 6、酯化反应 （1）．酯化反应的脱水方式：羧酸和醇的酯化反应的脱水方式是：“酸脱羟基醇脱氢”，羧酸分子中羧基上的羟基跟醇分子中羟基上的氢原子结合成水，其余部分结合成酯。这种反应的机理可通过同位素原子示踪法进行测定。 （2）酚酯的形成不要求掌握，但在书写同分异构体的时候需要考虑酚酯；酚酯的水解也要求掌握。 （3）酯的种类有：小分子链状酯、环酯、聚酯、内酯、硝酸酯、酚酯。 7．水解反应 （1）能发生水解反应的物质：卤代烃、酯、油脂、二糖、多糖、蛋白质等 （2）从本质上看，水解反应属于取代反应。 （3）注意有机物的断键部位，如乙酸乙酯水解时是与羰基相连的C－O键断裂。（蛋 白 质水解，则是肽键断裂） 8、中和反应、裂化反应及其它反应 （1）醇、酚、酸分别与Na、NaOH、Na2CO3、NaHCO3的反应；显色反应等。 （2）要注意醇、酚和羧酸中羟基性质的比较：（注：画√表示可以发生反应） 羟基种类 重要代表物 与Na 与NaOH 与Na2CO3 与NaHCO3 醇羟基 乙醇 √ --- ---- ---- 酚羟基 苯酚 √ √ √（不生成CO2） ---- 羧基 乙酸 √ √ √ √ （3）．显色反应主要掌握：FeCl3遇苯酚显紫色；浓硝酸遇含苯环的蛋白质显黄色（黄蛋白实验）；碘水遇淀粉显蓝色。 1234567890ABCDEFGHIJKLMNabcdefghijklmn!@#$%^&&*()_+.一三五七九贰肆陆扒拾，。青玉案元夕东风夜放花千树更吹落星如雨宝马雕车香满路凤箫声动玉壶光转一夜鱼龙舞蛾儿雪柳黄金缕笑语盈盈暗香去众里寻他千百度暮然回首那人却在灯火阑珊处1．醇羟基 醇羟基中的O－H键并不容易断裂，因而醇类的酸性弱于水，制取醇类相对应的盐只能用Na、K等活泼金属与醇反应。醇羟基能被O2（CuO）、KMnO4等氧化剂氧化，当羟基所接的碳原子上有2个以上的H时，羟基被氧化为醛基；当羟基所接的碳原子上只有1个H时，羟基被氧化为羰（酮）基；当羟基所接的碳原子上没有H时，羟基无法被氧化。醇羟基的另一重要特性是消去反应，一般使用浓硫酸作催化剂，使醇类脱去羟基生成含双键的有机物。消去反应的本质是羟基与β位上的一个H原子共同脱去生成H2O的反应，因而能发生消去反应的醇类必须要有β-H原子。醇类是有机合成中最常见的中间产物，通过醇的氧化制醛，进而制得羧酸，醇和羧酸再反应生成酯，这是高中有机化学中考查的热点。 2．酚羟基 酚羟基的活性较大，O2、酸性KMnO4溶液等都能氧化酚羟基。酚羟基由于受苯环的影响，在水溶液中能发生微弱电离呈现弱酸性，但比碳酸的酸性弱。酚羟基也能活化苯环的邻、对位，因而酚类与浓溴水反应生成能溴代物沉淀。酚羟基还能与FeCl3溶液发生显色反应。3．醛基与酮基 醛基既能发生氧化反应，又能发生还原反应。醛基催化加氢即可得到－CH2OH基团，醛基被氧化便可得到羧基。高中阶段提到了三种氧化醛基的方法：O2催化氧化、新制Cu(OH)2氧化、银氨溶液氧化，对后两种应该重点掌握。醛基、酮基可以发生加成反应，在高中课本中一般涉及到醛与HCN、氢气的加成。酮与醛在性质上的最大区别在于酮基不能被新制Cu(OH)2、银氨溶液等弱氧化剂氧化。酮类的化学性质在高中阶段要求不高。 4．羧基 由于羧基上的氢原子较容易电离，因而羧酸是最典型的有机酸。羧酸的酸性一般都强于碳酸，因而羧酸能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应放出CO2气体或溶解CaCO3固体。而将CO2气体通入羧酸的钠盐溶液中并不会生成该种羧酸。酸的酯化反应及酯的水解反应可以说是有机化学题目中考得最频繁的内容。酯化反应的实际机理比较复杂，而从反应的结果上来看，羧酸提供了羟基而醇提供了氢，生成酯和H2O，因而酯化反应属于取代反应。 利用羧酸的酸性可制取相应的盐类，以便增加有机物在水中的溶解度和有机物的稳定性。羧酸与醇，或自身具有羧基和羟基两种官能团的有机物（如乳酸）在浓硫酸中加热便可合成酯。高中阶段中通过酯化反应涉及到三种类型的酯类：一是由羧基和羟基结合成的普通的酯，其中酸和醇都可能不止1分子，如乙酸乙酯、甘油三酯、已二酸二乙酯等。二是形成环酯，有三种情况，第一种是羟基酸中分子内的羧基和羟基结合，由一分子有机物形成环酯，又称内酯；第二种是两分子的羟基酸通过酯化反应聚合成环酯，产物中相同基团处在对位位置上，最典型的例子便是乳酸（CH3CH(OH)COOH）分子所形成的二聚乳酸；第三种是二元酸与二元醇通过酯化反应聚合成环酯，如乙二酸与乙二醇的聚合物。三是形成高聚酯。小分子的二元酸和二元醇可通过酯化反应形成长链，聚合成高分子化合物。这种反应是缩聚反应，有多少分子的羧酸和醇聚合，就有多少分子的H2O生成。 5．酯基 酯类（包括油脂）最主要的性质便是水解。酯水解有两种方式，经酸化处理后得到的是酸和醇；在碱性条件下，反应生成的酸与碱中和，促进反应的进行，使酯化反应进行得比较彻底。酯类中有一类非常特殊的物质——甲酸酯。它们的官能团酯与醛的特性，既能水解，又能发生银镜反应等醛基的特征反应。酯类的化学性质一般较为稳定，不易被氧化，因而在有机合成中常常用来保护羟基、氨基等基团。 硝基、氨基在高中阶段要求较低，不再赘述。通过阅读本文希望能够加深学生对有机化合物性质和应用的认识，激发学生学习有机化学的热情