碳化合物的世界,生命的化学基础
有机化学是研究含碳化合物(除CO、CO₂、碳酸盐等少数简单含碳化合物外)的结构、性质、合成和反应的化学分支。碳元素独特的成键能力使其能形成 chains、rings 和复杂的三维结构,成为构成生命体的基础。
烃是仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物,是有机化学的基础。
分子中只含碳碳单键,通式为CₙH₂ₙ₊₂
分子中含有碳碳双键,通式为CₙH₂ₙ
分子中含有碳碳三键,通式为CₙH₂ₙ₋₂
含有苯环结构,具有特殊的芳香性
官能团是决定有机化合物化学性质的原子或原子团,是有机物分类和命名的基础。
| 类别 | 官能团 | 代表物 | 主要性质 |
|---|---|---|---|
| 醇 | -OH(羟基) | C₂H₅OH(乙醇) | 与钠反应、氧化成醛 |
| 酚 | -OH(连苯环) | C₆H₅OH(苯酚) | 弱酸性、与FeCl₃显色 |
| 醛 | -CHO(醛基) | HCHO(甲醛) | 银镜反应、还原 |
| 酮 | C=O(羰基) | CH₃COCH₃(丙酮) | 可发生加成反应 |
| 羧酸 | -COOH(羧基) | CH₃COOH(乙酸) | 酸性、酯化反应 |
| 酯 | -COO-(酯基) | CH₃COOC₂H₅ | 水解反应 |
有机物分子中的原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
不饱和化合物分子中双键或三键断裂,加上其他原子或原子团的反应。
有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个小分子(如H₂O、HX等),形成不饱和化合物的反应。
有机物得到氧或失去氢的反应。
高分子化合物是由许多小分子(单体)通过聚合反应连接而成的巨大分子。
不饱和单体通过加成反应聚合,无小分子生成。
单体间脱去小分子(如H₂O)而聚合。
| 类别 | 代表物 | 单体 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 塑料 | 聚乙烯(PE) | 乙烯 | 塑料袋、瓶子 |
| 塑料 | 聚氯乙烯(PVC) | 氯乙烯 | 管道、地板 |
| 合成纤维 | 涤纶(聚酯) | 对苯二甲酸+乙二醇 | 衣物、瓶子 |
| 合成纤维 | 尼龙(聚酰胺) | 己二酸+己二胺 | 衣物、绳索 |
| 合成橡胶 | 丁苯橡胶 | 丁二烯+苯乙烯 | 轮胎 |
生物大分子是生命的基础,包括蛋白质、核酸、糖类和脂质。
由氨基酸通过肽键连接而成的高分子化合物。
储存和传递遗传信息的大分子。
多羟基醛或酮,是生物体的主要能源。