化學(xué)選修五知識(shí)點(diǎn)演講人：-08CONTENTS有機(jī)化學(xué)基本概念烴類化合物醇、酚、醚類化合物醛、酮類化合物羧酸及其衍生物碳水化合物與高分子化合物目錄有機(jī)化學(xué)基本概念PART有機(jī)物與無機(jī)物區(qū)別有機(jī)物主要含有碳和氫，而無機(jī)物通常不含碳元素，而是包含其他元素如金屬、非金屬等。組成元素有機(jī)物在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)上與無機(jī)物存在顯著差異，如有機(jī)物通常難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，而無機(jī)物則相反。有機(jī)物通常熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較低，而無機(jī)物則通常較高。化合物性質(zhì)有機(jī)物穩(wěn)定性較差，易分解，而無機(jī)物通常具有較高的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性020403熔點(diǎn)與沸點(diǎn)有機(jī)反應(yīng)類型及特點(diǎn)加成反應(yīng)有機(jī)物分子中的不飽和鍵（如雙鍵、三鍵）在反應(yīng)中發(fā)生加成，使分子更加飽和。消除反應(yīng)有機(jī)物分子內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，從分子中脫去小分子（如水、鹵化氫等），形成不飽和鍵。取代反應(yīng)有機(jī)物分子中的原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所替代。重排反應(yīng)有機(jī)物分子中的原子重新排列，形成新的結(jié)構(gòu)。官能團(tuán)決定有機(jī)物的化學(xué)性質(zhì)官能團(tuán)是決定有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)的主要基團(tuán)，不同的官能團(tuán)會(huì)使有機(jī)物具有不同的化學(xué)性質(zhì)。官能團(tuán)影響物理性質(zhì)官能團(tuán)還會(huì)對(duì)有機(jī)物的物理性質(zhì)產(chǎn)生影響，如溶解度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等。官能團(tuán)的反應(yīng)特性不同的官能團(tuán)具有不同的反應(yīng)特性，如羥基（-OH）具有醇的性質(zhì)，羧基（-COOH）具有酸的性質(zhì)等。官能團(tuán)與性質(zhì)關(guān)系同分異構(gòu)體定義分子式相同但結(jié)構(gòu)不同的化合物稱為同分異構(gòu)體。同分異構(gòu)體現(xiàn)象同分異構(gòu)體種類同分異構(gòu)體包括構(gòu)造異構(gòu)和立體異構(gòu)兩種類型。02同分異構(gòu)體性質(zhì)差異同分異構(gòu)體由于結(jié)構(gòu)不同，往往具有不同的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。03同分異構(gòu)體應(yīng)用同分異構(gòu)體現(xiàn)象在有機(jī)化學(xué)中具有重要意義，如藥物合成中的立體異構(gòu)體選擇等。0402烴類化合物PART烷烴、烯烴和炔烴結(jié)構(gòu)特點(diǎn)碳原子間以單鍵相連，通式為CnH2n+2，隨著碳原子數(shù)的增加，熔沸點(diǎn)逐漸升高，密度逐漸增大。烷烴含有碳碳雙鍵，通式為CnH2n，能發(fā)生加成反應(yīng)和聚合反應(yīng)，具有較活潑的化學(xué)性質(zhì)。烯烴含有碳碳三鍵，通式為CnH2n-2，易發(fā)生加成反應(yīng)和氧化反應(yīng)，是重要的化工原料。炔烴取代反應(yīng)烷烴在光照條件下與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)，生成鹵代烴和鹵化氫。加成反應(yīng)烯烴和炔烴能與氫氣、鹵素單質(zhì)等發(fā)生加成反應(yīng)，使雙鍵或三鍵轉(zhuǎn)化為單鍵。氧化反應(yīng)烴類化合物在氧氣中燃燒，生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱能。裂解反應(yīng)在高溫下，烴類化合物可以裂解成小分子烴類，如石油裂化過程中得到的小分子烴類。烴類化學(xué)反應(yīng)及機(jī)理典型烴類化合物性質(zhì)比較苯無色、有特殊香味的液體，易揮發(fā)、易燃，是重要的化工原料。乙烯無色、稍有氣味的氣體，能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，是制造塑料、合成橡膠等的重要原料。乙炔無色、易燃的氣體，能與銀、銅等金屬發(fā)生爆炸性反應(yīng)，是金屬切割和焊接的重要燃料。甲烷無色、無味的氣體，是天然氣的主要成分，具有高效、清潔的燃燒特性。石油分餾利用石油中各組分沸點(diǎn)的不同，通過加熱和冷凝的方法將石油分離成不同沸點(diǎn)的餾分，如汽油、煤油等。石油裂化將重質(zhì)油在高溫下裂解成小分子烴類的過程，包括熱裂化和催化裂化等，是獲取輕質(zhì)燃料和化工原料的重要手段。石油分餾和裂化過程03醇、酚、醚類化合物PART醇類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)醇的物理性質(zhì)醇類化合物一般為無色或微帶顏色的液體或固體，具有特殊香味，密度比水小，沸點(diǎn)比相對(duì)分子質(zhì)量相似的烷烴高，可溶于水，但溶解度隨碳原子數(shù)的增加而減小。醇的化學(xué)性質(zhì)醇羥基中的氫原子具有一定的活性，可發(fā)生取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、脫氫反應(yīng)等。醇的定義與分類醇是脂肪烴、脂環(huán)烴或芳香烴側(cè)鏈中的氫原子被羥基取代而成的化合物，根據(jù)羥基連接的碳原子的不同，可分為伯醇、仲醇、叔醇等。0302酚的定義與分類酚是芳香烴的含羥基衍生物，根據(jù)羥基在苯環(huán)上的位置不同，可分為鄰酚、間酚、對(duì)酚等。酚的物理性質(zhì)酚類化合物常溫下多為無色或白色晶體，有特殊氣味，難溶于水，但易溶于有機(jī)溶劑，如乙醇、乙醚等。酚的化學(xué)性質(zhì)酚羥基中的氫原子更活潑，可與多種物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、縮聚反應(yīng)等。同時(shí)，酚類化合物還具有獨(dú)特的酚羥基性質(zhì)，如與三氯化鐵溶液反應(yīng)顯藍(lán)紫色等。酚類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)0203醚類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)醚的定義與分類醚是醇或酚的羥基中的氫被烴基取代的產(chǎn)物，根據(jù)烴基的不同，可分為對(duì)稱醚和不對(duì)稱醚；根據(jù)醚鍵連接的碳原子的不同，可分為脂肪醚和芳香醚等。醚的物理性質(zhì)醚類化合物多為無色液體，有特殊香味，沸點(diǎn)較低，比水輕，難溶于水，但易溶于有機(jī)溶劑，如乙醇、乙醚等。同時(shí)，醚類化合物還具有良好的揮發(fā)性、麻醉性和刺激性等特點(diǎn)。醚的化學(xué)性質(zhì)醚類化合物在化學(xué)性質(zhì)上相對(duì)穩(wěn)定，不易被氧化、還原或水解。但醚鍵在特定條件下可發(fā)生斷裂，生成相應(yīng)的醇或酚。此外，醚類化合物還可與多種物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)等。酚類化合物應(yīng)用酚類化合物在化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，如苯酚可用于制造染料、藥物、酚醛樹脂等，對(duì)苯二酚可用于制造抗氧化劑、顯影劑等。醇類化合物應(yīng)用醇類化合物在化工、醫(yī)藥、染料等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，如甲醇可用作燃料、甲醛可用于制造膠粘劑、乙醇可用作消毒劑和有機(jī)溶劑等。醚類化合物應(yīng)用醚類化合物在化工、醫(yī)藥、香料等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，如乙醚可用作麻醉劑、環(huán)氧乙烷可用于制造塑料、涂料等，同時(shí)部分醚類化合物還具有良好的溶劑性質(zhì)和萃取性能。重要醇、酚、醚類化合物應(yīng)用04醛、酮類化合物PART醛類化合物結(jié)構(gòu)醛類化合物是由羰基碳與氫和烴基相連的化合物，結(jié)構(gòu)中的-CHO稱為醛基，低級(jí)醛為液體，高級(jí)醛為固體，只有甲醛是氣體。醛類化合物性質(zhì)醛的化學(xué)性質(zhì)活潑，能與亞硫酸氫鈉、氫氣、氨等發(fā)生加成反應(yīng)，并易被弱氧化劑氧化成相應(yīng)的羧酸。醛類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)酮是羰基與兩個(gè)烴基相連的化合物，根據(jù)分子中烴基的不同，酮可分為脂肪酮、脂環(huán)酮、芳香酮或飽和酮、不飽和酮。酮類化合物結(jié)構(gòu)酮分子間不能形成氫鍵，其沸點(diǎn)低于相應(yīng)的醇，但羰基氧能和水分子形成氫鍵，因此酮類化合物具有一定的水溶性。同時(shí)，酮類化合物具有還原性，可被氧化劑氧化。酮類化合物性質(zhì)酮類化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)醛酮之間轉(zhuǎn)化關(guān)系轉(zhuǎn)化條件醛酮之間的轉(zhuǎn)化通常需要催化劑、加熱、加壓等條件，同時(shí)也需要注意反應(yīng)的選擇性和產(chǎn)率。醛酮之間的轉(zhuǎn)化醛和酮在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，例如，醛可以被氧化成酮，酮也可以被還原成醛。醛類化合物合成方法醛類化合物可以通過醇的氧化、烯烴的氧化、酰鹵的還原等方法合成。酮類化合物合成方法酮類化合物可以通過酰鹵的還原、醇的氧化、烯烴的加成等方法合成，其中酰鹵的還原是最常用的方法之一。同時(shí)，不同類型的酮類化合物還可以通過縮合反應(yīng)、重排反應(yīng)等方法合成。典型醛酮類化合物合成方法05羧酸及其衍生物PART羧酸結(jié)構(gòu)與性質(zhì)羧酸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)羧酸分子中的羧基(-COOH)由一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子組成，其中一個(gè)氧原子以雙鍵形式與碳原子相連，另一個(gè)氧原子則與氫原子相連形成羥基。羧酸的化學(xué)性質(zhì)羧酸具有酸的通性，如能與堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的鹽和水；在加熱條件下，羧酸能脫去水分子，生成對(duì)應(yīng)的酸酐；羧酸還能與醇發(fā)生酯化反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的酯和水。羧酸的定義羧酸是一類含有羧基(-COOH)的有機(jī)化合物，具有酸的通性。0302酯化反應(yīng)原理及應(yīng)用酯化反應(yīng)是一類有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，主要是醇與羧酸或含氧無機(jī)酸反應(yīng)生成酯和水的過程。酯化反應(yīng)是通過酸催化使醇的羥基與羧酸的羧基發(fā)生縮合，脫去一分子水，形成酯基和新的水分子。酯化反應(yīng)在有機(jī)合成中具有重要應(yīng)用，如制備香料、染料、藥物等；同時(shí)，酯化反應(yīng)也是生物體內(nèi)的一種重要代謝過程，如脂肪酸的合成與分解。0203酯化反應(yīng)的定義酯化反應(yīng)的原理酯化反應(yīng)的應(yīng)用酰胺類化合物簡介酰胺的定義酰胺是一類含有酰胺基團(tuán)(-CONH-)的有機(jī)化合物，可由羧酸和氨（或胺）反應(yīng)得到。酰胺的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)酰胺分子中的酰胺基團(tuán)由一個(gè)碳原子、一個(gè)氮原子和兩個(gè)氧原子組成，其中氮原子和碳原子以雙鍵形式相連，兩個(gè)氧原子則分別與碳原子和氮原子形成單鍵。酰胺的化學(xué)性質(zhì)酰胺具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，如可與強(qiáng)酸發(fā)生醇解反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的羧酸和氨（或胺）；酰胺還可形成金屬鹽，多數(shù)金屬鹽遇水即全部水解；酰胺在強(qiáng)酸強(qiáng)堿存在下長時(shí)間加熱，可水解成羧酸和氨（或胺）；酰胺經(jīng)催化氫化或與氫化鋁鋰反應(yīng)，可還原成胺。羧酸的合成方法羧酸可以通過多種途徑合成，如氧化醇、醛、酮等有機(jī)化合物得到；也可以通過羧酸酯的水解、酰胺的水解等反應(yīng)得到。典型羧酸及其衍生物合成方法酯的合成方法酯通常是通過酯化反應(yīng)合成的，即醇與羧酸或含氧無機(jī)酸在催化劑存在下加熱反應(yīng)得到。此外，還可以通過酯交換反應(yīng)、酰氯與醇的反應(yīng)等方法合成酯。酰胺的合成方法酰胺可以通過羧酸與氨（或胺）的反應(yīng)合成，也可以通過酯與氨（或胺）的醇解反應(yīng)得到。此外，還可以通過酰氯、酸酐等與氨（或胺）的反應(yīng)合成酰胺。06碳水化合物與高分子化合物PART單糖是最簡單的糖，無法再水解成更簡單的糖分子，如葡萄糖、果糖和半乳糖。單糖雙糖是由兩個(gè)單糖分子通過糖苷鍵連接而成的糖，如蔗糖、乳糖和麥芽糖。雙糖多糖是由多個(gè)單糖分子連接而成的高分子化合物，如淀粉、纖維素和糖原。多糖單糖、雙糖和多糖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)0203淀粉淀粉是植物體內(nèi)主要的儲(chǔ)能物質(zhì)，分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種結(jié)構(gòu)，具有遇碘變藍(lán)的特性，不溶于水，但在水中能膨脹。纖維素纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，由β-1,4-糖苷鍵連接的葡萄糖分子組成，不溶于水，但能在纖維素酶的作用下被生物降解。淀粉和纖維素性質(zhì)比較蛋白質(zhì)性質(zhì)蛋白質(zhì)具有一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性受溫度、pH和離子強(qiáng)度等因素的影響。氨基酸氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單元，具有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，并連接在同一個(gè)碳原子上。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是由多個(gè)氨基酸