マインドマップギャラリー 有機化学の知識集
炭素化合物の化学としても知られる有機化学は、有機化合物の組成、構造、特性、調製方法、および応用を研究する科学であり、化学の非常に重要な分野です。この図では、異性体、同族体の内容、有機化合物の命名、有機物質の一般的な分離・精製方法、有機物質の分子式の決定方法、分子構造の同定方法を説明しています。
2020-02-25 08:20:44 に編集されました有機化学
異性体
書き方のルール
1. アルカン: アルカンには炭素鎖の異性のみが存在します。具体的な手順は次のとおりです。 直鎖を形成する - まずすべての炭素原子を直鎖に接続します。 炭素を選択して中央に吊り下げます - 主鎖から炭素原子を分岐鎖として削除し、それを残りの主鎖の中央の炭素に接続します 端に到達せずに端に移動します。メチル基を内側から外側に主鎖の炭素原子に接続するようにしますが、端の炭素原子には配置しないでください。 複数の炭素原子を選択して断片にします - 異なる数の炭素原子を最小から最大まで選択して、異なる長さの分岐鎖を形成します 同じ隣接物間の多分岐鎖 - 複数の同一または異なる分岐鎖がある場合、同じ炭素原子、隣接する炭素原子、中間相の炭素原子の順に試行する必要があります。
同じ官能基を持つ有機化合物
一般的には炭素鎖異性→位置異性→官能基異性の順で表記されます。
芳香族化合物: ベンゼン環には 2 つの置換基がオルト、メタ、パラの 3 つの位置にあります。
異性体の数を決定する方法
(1) 記憶方法: いくつかの一般的な有機化合物の異性体の数を記憶します。 a: 炭素原子を 1 つだけ含む分子には異性体がありません。 b: エタン、プロパン、エチレン、アセチレンには異性体がありません。 c: 炭素数 4 のアルカンには 2 つの異性体があり、炭素数 5 のアルカンには 3 つの異性体があり、炭素数 6 のアルカンには 5 つの異性体があります。
(2) 素元素法:ブチル基が 4 種類ある場合、ブタノール、バレルアルデヒド、吉草酸の異性体が 4 種類存在します。
(3) 置換方法: たとえば、ジクロロベンゼン (C6H4CL2) には 3 つの異性体があり、テトラクロロベンゼンにも 3 つの異性体があります (H と CL を交換)。別の例では、メタンのモノクロリドは 1 種類のみです。 。
(4) 等価水素法: 等価水素法は、異性体の数を決定する重要な方法です。その規則は次のとおりです。 a: 同じ炭素原子上の水素原子は等価です。 b: 同じ炭素原子数のメチル基上の水素原子は等価です c:対称位置の炭素原子上の水素原子が等価
相同体
基本的には類似しているが、炭素原子の数が増加するにつれて物理的特性が変化する化学物質の同族体のクラス。
相対分子量が大きいほど、融点と沸点は高くなります。
判定ルール
特徴
ホモログは同じ物質でなければなりません
ホモログは n CH2 だけ異なります
ホモログの化学式は同じであってはなりません
相同体は同じ構成要素を持っている必要があります
ホモログは類似した構造を持っています
有機化合物の命名法
(1) アルカンの慣習的命名法 炭素数:同じ場合は「正常」、「異なる」、「新規」で区別します。 10以上は漢数字で表します。 10以下はA、B、C、D、Wu、Ji、Geng、Xin、Ren、Kuiで表されます。
アルカンの体系的な命名法: 主鎖を選択します - 最も長い炭素鎖を主鎖として選択します 番号付け位置 - 分岐鎖に最も近い端から開始 名前を書きます - 最初に単純化してから複雑にし、同じベースとマージします
(3) アルケンおよびアルキンの命名: 主鎖を選択します - 炭素-炭素二重結合または炭素-炭素三重結合を含む最も長い鎖を主鎖として選択します。これは、「特定のアルケン」または「特定のアルキン」と呼ばれます。 番号付け位置 - 炭素間二重結合または炭素間三重結合に最も近い端から主鎖上の炭素原子に番号を付けます。 名前を書きなさい - 置換基として分岐鎖を使用し、「あるアルケン」または「あるアルキン」の前にそれを書き、炭素-炭素二重結合または炭素-炭素三重結合の位置をアラビア数字で示します。
ベンゼンの同族体の命名法: ベンゼンが親基となり、他の基が置換基となります。ベンゼン環上の二元置換基はそれぞれオルト、メタ、ペアで表されます。
有機物の分離と精製に一般的に使用される方法
(1) 蒸留 適用対象:液体有機物の分離と精製によく使用されます 要件: a: 有機物は比較的強い熱安定性を持っています。 b:有機化合物とマガジンの沸点の差 (2) 再結晶 適用対象:固体有機物の分離と精製に一般的に使用されます 要件: a: 選択した溶媒に対するマガジンの溶解度が非常に小さい、または非常に大きい b: この溶媒に対する精製有機物の溶解度は温度に大きく影響されます。
(2) 抽出・分離
a: 一般的に使用される抽出剤: ベンゼン、四塩化炭素、ジエチルエーテル、石油エーテル、ジクロロメタンなど。 b: 液体 - 液体抽出剤: 2 つの相互に混和しない溶媒における有機物の溶解度の違いを利用して、有機物を 1 つの溶媒から別の溶媒に移動させるプロセス。 c: 固液抽出剤: 有機溶媒を使用して固体物質から有機物を溶解するプロセス。
有機物の分子式を決める方法
元素分析
定量分析
一定量の有機物を燃焼させた後、単純な無機物に分解し、それぞれの生成物の量を測定することで、有機物分子に含まれる元素原子の最も単純な整数比を計算します。
実験方法
a:リービッヒ酸化生成物吸収法 C、H、O元素のみを含む有機物 ・H2O(塩化カルシウムで吸収) CO2(濃水酸化ナトリウム水溶液で吸収) 分子内の炭素原子と水素原子の含有量を計算します 残りはOの内容です b: 現代の元素定量分析法 c: 同じ相対分子量を持つ有機物質 1: 異性体は同じ相対分子量を持ちます。 2: n 個の炭素原子を含む一価アルコールの相対分子量は、(n-1) 個の炭素原子を含む同じ種類のカルボン酸およびエステルの相対分子量と同じです。 3: n 個の炭素原子を含むアルカンの相対分子量は、(n-1) 個の炭素原子を含む飽和モノアルデヒドの相対分子量と同じです。
定性分析
化学的手法を使用して、燃焼後の C から CO2、H から H2O などの有機分子の元素組成を特定します。
分子構造の同定
化学的方法
特徴的な反応を利用して官能基を同定し、さらにその誘導体を調製することで官能基を確認します。
物理的方法
IR 分子内の化学結合または官能基は赤外線吸収を振動させることができます。異なる化学結合官能基は異なる吸収周波数を持ち、赤外線スペクトル上の異なる位置にあるため、分子に含まれる化学結合または官能基に関する情報を取得できます。
H NMR さまざまな化学環境における水素原子 - 種の数: 吸収ピークの数に等しい。各種類の数:吸収ピークの面積に比例
有機分子の不飽和度の測定 不飽和と構造の関係: a: 1に等しい不飽和、1つの二重結合または1つの環を含む b: 2 に等しい不飽和、1 つの三重結合または 2 つの二重結合 (または 1 つの二重結合と 1 つの環) c: 不飽和度は 3 で、3 つの二重結合、または 1 つの二重結合と 1 つの三重結合 (またはベンゼン環と 2 つの二重結合など) を含みます。 d:不飽和度が4より大きく、ベンゼン環を含んでいる可能性がある。