官能團


介紹

有機化合物通常是指含有碳 (C)-氫 (H) 鍵或僅含碳 (C)-碳 (C) 鍵的化合物。由於碳 (C)-碳 (C) 鍵的成鍵能力,存在數百萬種有機化合物。

地球表面(地殼)上,有機化合物的數量百分比很小,但對維持地球上所有生命形式都至關重要。官能團是一組原子,它們決定了特定化合物的特性反應。相同的或相似的官能團會發生相同或相似的化學反應,並且不依賴於分子的組成。一些官能團的例子包括羧酸、酮、羥基等。

什麼是有機化合物?

有機化合物是指含有碳 (C)-氫 (H) 鍵或碳 (C)-碳 (C) 鍵的化合物。由於碳原子與其他碳原子的鏈狀結合能力(也稱為碳的成鏈性),地球表面存在數百萬種有機化合物。地球表面有機化合物的百分比相當低,但對地球上所有生命形式都非常有用且重要。除了天然存在的有機化合物外,還有一些合成(人造)的有機化合物,通常來源於石油化工產品(由石油形成的產品),主要含有烴類,這些烴類本身是在高壓 (p) 和高溫 (T) 下形成的。

什麼是官能團?

官能團是分子中的一組原子(取代基),它賦予分子特徵的化學反應。相似的官能團會發生相似的化學反應,並且不會受到分子組成的影響。任何官能團的反應活性(反應能力)都可以被其他官能團修改或影響。

官能團的原子透過共價鍵相互連線,並與分子的其餘部分連線。在複雜化合物中,與中心原子結合的官能團被稱為配體。將兩個或多個官能團的名稱與母體烷烴結合起來,可以給出該有機化合物的系統命名法(唯一的)。一些官能團的例子包括羥基、胺、酮等。

Lhunter2099, Ochem 6 個重要的官能團, CC BY-SA 4.0

IUPAC 命名法中官能團的優先順序順序

在編寫命名法時,官能團的優先順序順序非常重要,因為優先順序最高的官能團構成主要官能團,並且以使其具有最低編號的方式進行編號(標記)。這種優先順序順序不僅對命名法很重要,而且對於識別(鑑定)它們的反應也很重要。官能團的優先順序順序如下所示:

  • 羧酸的通式為:(R-COOH)。

  • 酸酐的通式為:(R-COOCOR)。

  • 的通式為:(R-COOR')。

  • 醯滷的通式為:(R-COX)。

  • 醯胺的通式為:(R-CONR'R'')。

  • 的通式為:(R-C≡N)。

  • 的通式為:(R-COH)。

  • 的通式為:(R-COR')。

  • 的通式為:(R-OH)。

  • 硫醇的通式為:(R-SH)。

  • 的通式為:(R-NR'R'')。

  • 的通式為:(R-OR')。

  • 硫醚的通式為:(R-S-R')。

  • 烯烴的通式為:(C=C)。

  • 炔烴的通式為:(HC≡CH)。

  • 滷代烷的通式為:(R-X)。

  • 硝基的通式為:(R-NO₂)。

  • 烷烴的通式為:(H₃C-CH₃)。

官能團命名的步驟

  • 首先,我們需要選擇(確定/識別)最長的含碳鏈。

  • 然後,我們需要從母鏈中識別所有取代基(側鏈/原子)。

  • 然後,我們應該識別或確定給定化合物中存在的官能團。

  • 我們應該計算或確定含碳 (C) 化合物的數量以及碳 (C)-氫 (H) 鍵的數量。

  • 最後,我們應該根據官能團的優先順序順序以及IUPAC命名規則中提到的其他規則或因素來編寫命名法。

舉五個例子

  • 羧酸基團 - 這是在書寫化合物IUPAC命名法時優先順序最高的官能團。它用公式 (-COOH) 表示。它們是高度酸性的。

  • 醛基 - 這是另一個官能團的例子。它用公式 (-COH) 表示。醛的詞尾是 -al。

  • 酮基 - 這是一個非常重要的官能團。它用公式 (-COR') 表示。酮的詞尾是 -one。

  • 羥基 - 這是一個眾所周知的官能團,用公式 (-OH) 表示。這裡,氧原子和氫原子以共價鍵結合。

  • 烴基(烷烴/烯烴/炔烴) - 這些是優先順序較低的官能團。

結論

有機化合物通常是指含有碳(C)-氫(H) 鍵或僅含碳(C)-碳(C) 鍵的化合物。由於碳原子的鏈狀結合能力(碳的成鏈性),存在數百萬種有機化合物。官能團是一組原子,它們決定了特定化合物的特性反應。相同的或相似的官能團會發生相同或相似的化學反應,並且不依賴於分子的組成。一些官能團的例子包括羧酸 (-COOH)、酮 (R-COR')、羥基 (-OH) 等。

常見問題

1. 官能團是什麼意思?

官能團是分子中的一組原子(取代基),它賦予分子特徵的化學反應。一些官能團的例子包括羧酸 (-COOH)、酮 (R-COR')、羥基 (-OH) 等。

2. 什麼是配體?

在配位化學中,配體是用於結合中心金屬原子或離子以形成配位配合物的離子或分子。而且,(大多數)在複雜化合物中與中心原子結合的官能團被稱為配體。

3. 哪個官能團的優先順序最高?

羧酸(一種官能團)具有最高的優先順序。

4. 在酮和醛中,哪一個在IUPAC命名法中優先順序更高?

與酮相比,醛在IUPAC命名法中具有更高的優先順序。

5. 滷代烷官能團的另一個名稱是什麼?

鹵代烴官能團是滷代烷官能團的另一個名稱。

更新於:2024年3月22日

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