饱和烃的碳原子之间只有单键,不饱和烃至少有一个 C=C 双键。烷烃是饱和的,烯烃是不饱和的。公式可以快速检查:烷烃符合 CₙH₂ₙ₊₂,烯烃符合 CₙH₂ₙ。
这一课属于有机家族与命名,接在画出键合正确的小分子之后。
双键为什么重要?
每个碳形成四个键。在烷烃中,每个碳都尽可能多地连接氢或碳,分子是”满”的。在烯烃中,两个碳共用一个双键,多用掉一个键,所以少接两个氢。
这就是为什么碳数相同时,两个通式恰好差两个氢。双键也是烯烃发生反应的位置,所以烯烃在测试中和在有机反应中的表现与烷烃不同。
| 碳数(n) | 烷烃(CₙH₂ₙ₊₂) | 烯烃(CₙH₂ₙ) |
|---|---|---|
| 2 | C₂H₆ | C₂H₄ |
| 3 | C₃H₈ | C₃H₆ |
| 4 | C₄H₁₀ | C₄H₈ |
怎样一步步判断?
- 看图: 找 C=C。有,就是不饱和;碳碳之间全是单键,就是饱和。
- 看分子式: 数碳(n),算出 2n + 2,与给出的氢数比较。
- 氢数等于 2n + 2,该烃是饱和的。
- 氢数等于 2n,它是含一个双键的不饱和烃。
- 看测试结果: 使溴水褪色的烃是不饱和的。
例题
判断下列烃是饱和还是不饱和:A: C₅H₁₂,B: C₃H₆,C: 一种能使溴水由橙褐色变为无色的化合物。
A。 n = 5,所以 2n + 2 = 12。分子式有 12 个氢,所以 A 是烷烃,饱和。
B。 n = 3,所以 2n + 2 是 8,但 B 只有 6 个氢。这等于 2n,所以 B 含一个 C=C,是烯烃(丙烯),不饱和。
C。 使溴水褪色是 C=C 双键的测试结果,所以 C 是不饱和的。饱和化合物不会让颜色改变。
再检查一下,画出 B。三个碳,一个双键,得 CH₂=CHCH₃。
氢:2 + 1 + 3 = 6。与 C₃H₆ 相符。
要留意的错误
一个典型错误是说烯烃不饱和”因为它有更多的氢”。
错误答案: 丙烯是不饱和的,因为它比丙烷有更多的氢原子。
学生把事实说反了。丙烯 C₃H₆ 的氢比丙烷 C₃H₈ 少。
纠正:烯烃不饱和,是因为含有 C=C 双键,所以相对于碳数,它的氢更少。第二种失误,是以为任何双键都让分子在这个意义上不饱和;在这类题中,要找的是碳原子之间的双键。
自我检测
1. C₄H₈ 和 C₄H₁₀ 都是烃。哪一个是饱和的?根据分子式给出证据。
查看答案
n = 4 时,2n + 2 = 10。C₄H₁₀ 符合,所以 C₄H₁₀ 是饱和的。C₄H₈ 少两个氢(2n = 8),含有 C=C,是不饱和的。
2. 一种烃有 6 个碳且是饱和的。写出它的分子式。
查看答案
2n + 2 = 2(6) + 2 = 14,所以分子式是 C₆H₁₄。
3. propan-1-ol(CH₃CH₂CH₂OH)是饱和还是不饱和?说明理由。
查看答案
它是饱和的。碳原子之间全是单键,没有 C=C。氧在 -OH 基团中,不会使碳链变成不饱和。
接下来学什么
下一课在公式表示之间转换把分子式、结构式和展开式连在一起。你可以用有机家族与命名练习题检测整个单元。
如果公式规律在课上看得懂,题目只给分子式时却想不起来,一对一线上化学补习可以让老师给你各种例子,并观察你的做法。