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一周笔记-初入有机 4

转眼间初入有机更到第四篇了,必修二有机也即将结束,因此本篇就课内知识做一梳理

-OH & OH⁻#

比较两者所含电子数:

  • 1 mol 前者所含电子数为 9 mol (氧原子内层还有两电子)
  • 1 mol 后者所含电子数为 10 mol

但正是因为太容易考到了,这个知识点实际价值不大

半键法计算共价键数目#

你应该已经在教辅上看到过烷烃中共价键数目的计算公式: 共价键数目=3n+1共价键数目 = 3n + 1

但是,如果目标物质不是烷烃呢?这时候半键法就要上场啦

比如这个例子:求 0.1 mol CX3HX6\ce{C3H6} 中所含的共价键数目

第一感能想到的是,对于通式为 CXnHX2n\ce{C_nH_{2n}} 的物质,可以为环状烃或者烯烃,所以我们分类:

  • 若为环状烃,则该物质是环丙烷( ),共价键数:0.9 NA/0.1mol
  • 若为烯烃,则该物质是丙烯( ),共价键数:0.9 NA/0.1mol

于是我们发现,分子式固定了,即使物质类别不同,所含共价键数目也是相同的

由此引入公式:共价键数目=n×4a+b2共价键数目 = n \times \frac{4 a + b}{2}

上式中,nn 是物质的量,aa 是碳原子数目,bb 是氢原子数目

  • 公式实际上很好理解。每个碳原子能成四个共价键,每个氢原子能成一个,加起来就是总共价键数目,但由于我们算的是半键数目,实际成键时两个半键结合,故除以二就可得到共价键数目

about EtOH#

医用酒精使用的浓度为 75%(v/v)而非更高的 95%,原因(from Wikipedia):高纯度乙醇(95%)会使细菌细胞脱水,让细菌表面的蛋白质凝固形成硬膜,这层硬膜会阻止酒精渗入,导致高纯度乙醇的消毒杀菌效果,反而不及稀乙醇(70-75%)

EtOH 不能用于萃取碘水中的碘单质,原因很明显:酒精会与水混溶

碘酊(俗称碘酒)的溶剂是乙醇,但生活中常用的碘伏溶剂为水。听起来挺令人惊讶的,碘单质在水中的溶解度低得可怜,所以碘伏采用了碘与 PVP(聚维酮) 的络合物,可控制碘的缓慢释放,从而减轻刺激感

about 除杂#

作者实在是懒得列个大表格一项项整出来,所以只挑重点

  • EtOH(HX2O)\ce{EtOH(H2O)} :除杂试剂为:CaO\ce{CaO} ;方法为 蒸馏

  • PhBr(BrX2)\ce{PhBr(Br2)}:除杂试剂为:NaOH/HX2O\ce{NaOH/H2O};方法为 分液

这时候有一个疑问:按理来说,“卤代烃” 和 “NaOH” 这两个词一起出现的话基本上就是水解了,但是这里用了 NaOH溶液 除杂,溴苯不会水解吗?

不会,实际机理很复杂,简单理解为苯的存在”加固”了 CBr\ce{C-Br} 键(溴原子的电子云向苯环方向偏移,使得碳溴键键长变短、键能增大)

(写到这里联想到了苯不易发生加成反应是因为苯环会尽可能保持芳香性,这两点可以一起记忆)

但化学就是一个充满了例外的学科。工业上曾利用 PhCl\ce{PhCl} 的水解制取苯酚:

350-370 °C, 20 MPa10% NaOH, Cu\xrightarrow[\text{350-370 °C, 20 MPa}]{\text{10\% NaOH, Cu}} PhONa\text{PhONa} H+\xrightarrow{\text{H}^+}

来看看 Wikipedia 的描述:

The reaction is known as the Dow process, with the reaction carried out at 350 °C using fused sodium hydroxide without solvent. Labeling experiments show that the reaction proceeds via elimination/addition, through benzyne as the intermediate.

about 醇的置换反应#

  • 真心不建议使用比钠更活泼的金属,比如钾。即使表面的氧化层较厚,扔进乙醇后会迅速反应,自燃并点着乙醇,整个烧杯里面的液体会烧起来(作者亲历),弄得不好会炸/喷溅的

  • 顺便提一嘴钠与水的反应,一个水分子里面两个氢都被置换出来,因此反应可以视为:

2Na+HX2ONaX2O+HX2\ce{2Na + H2O -> Na2O + H2}

NaX2O+HX2O2NaOH\ce{Na2O + H2O -> 2NaOH}

about 醇的催化氧化#

基本上学校和教辅都把这一点说烂了,我们简单过一遍就走

伯醇(CHX2OH\ce{-CH2OH}):氧化产物为醛,进一步氧化为羧酸

仲醇(>CHOH\ce{>CHOH}):氧化产物为酮,酮不易再次被氧化

叔醇(>COH\ce{>COH}):无法进行催化氧化

来两道题目结束这个知识点:

  • CX5HX12O\ce{C5H12O} 的同分异构体中,为醇的有_____种,能够被催化氧化成醛的有_____种
  • CHX3OH\ce{CH3OH} 连续催化氧化,产物为_____

about 酯化反应#

老教材上写到,HX2SOX4\ce{H2SO4}AcOH\ce{AcOH} 的加入可以互换,解题觉醒和必刷题同一道题出现不同的答案(且都为正确)印证了这一点

一定先加入乙醇的原因是:相较于 EtOH\ce{EtOH}, AcOH\ce{AcOH} 更易挥发,为防止 HX2SOX4(con.)\ce{H2SO4(con{.})} 溶解热加速 AcOH\ce{AcOH} 挥发,需先加入前者

同时注意字的写法: Δ\underset{\Delta}{\text{脂}}\text{肪} Δ\underset{\Delta}{\text{酯}}\text{基}

处理练习错题#

  • 烷烃同系物的熔沸点随分子内碳原子数目的增加而逐渐增高 (×)

这简直是天经地义啊,怎么会是错的呢?

先明确:沸点确实是随着碳原子数增加而逐渐增高的,但熔点不一样

划重点上面有一幅图,展示了烷烃同系物的熔点随分子内碳原子数目的变化而变化,大概长这样:

pic4

实际原因比较复杂,我们这么理解(Gemini 3.5 Flash生成,经过 cross-check):

偶数碳原子的烷烃分子,其两端的碳原子处于相反的方向(呈反式构型)。这种对称性非常高,使得分子在结晶时能够像完美的乐高积木一样,整整齐齐、非常紧密地排列在一起。由于排列紧密,分子间的作用力就更强,因此需要更高的能量才能把它们熔化,导致其熔点相对较高。

相反,奇数碳原子的烷烃分子,其两端的碳原子指向同一个方向。这种结构在堆积时就没有那么容易对齐,排列显得相对松散一些。既然分子间堆积得不够紧密,相互吸引的力量自然就弱一些,因此熔点就会出现相对的“下凹”。

最后,我们用一个优雅的方程式结束本篇(顺便预告一下下一篇):

+\ce{+} \ce{->} +2HX2O\ce{+ 2H2O}

一周笔记-初入有机 4
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作者
MeowCata
发布于
2026-05-22
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0