醛和酮的物理性質

---

引言

醛和酮的物理性質，例如沸點、熔點、正常沸點範圍、折射率、密度或比重或溶解度引數，都可以用來鑑別醛或酮。物理性質的這些組成部分在化學中用於確定多種背景。電負性是物理性質的一個組成部分，可以區分醛和酮這兩種元素。

關於醛和酮的資訊

醛和酮是含有羰基的化合物，因此這些化合物統稱為羰基化合物。氧和碳原子之間存在雙鍵。由於雙鍵的特性，會產生極性。羰基鍵由於具有極性而具有較高的反應活性。

圖1：醛和酮

醛

由於羰基的吸電子作用，醛的沸點高於相應的醇。醛的沸點隨著碳鏈長度的增加而升高。由於分子間透過氫鍵結合，醛的熔點略高於沸點。

酮

由於羰基的吸電子作用，酮的沸點高於相應的醇。酮的沸點隨著碳鏈長度的增加而升高。

由於存在將分子結合在一起的氫鍵，酮的熔點也高於沸點。酮的標準沸點範圍略低於醛。這是因為酮比醛的極性弱。因此，酮與水分子之間的相互作用較弱。

醛和酮的物理性質

以下是醛和酮的物理性質：

物理狀態

甲醛是一種具有強烈氣味的氣體。乙醛是一種易燃液體。含有最多11個碳原子的各種醛和酮是無色液體，而分子量更大的化合物是固體。

氣味

除了低碳醛具有令人不愉快的氣味外，其他醛和酮都具有相當令人愉悅的氣味。隨著分子大小的增加，氣味變得不那麼芳香，更像香水。事實上，許多天然存在的醛和酮已被用於配製香水和調味劑。

溶解度

含有四個碳原子的醛和酮與水互溶。這是由於極性羰基與水分子之間存在氫鍵，如下節所述：

然而，醛和酮在水中的溶解度隨著烷基鏈長度的增加而迅速下降。因此，含有四個以上碳原子的較高分子幾乎不溶於水。所有醛和酮都溶於有機溶劑，如苯、乙醚、氯仿和醇。

沸點

由於具有相同分子量的弱極性化合物，醛和酮的沸點高於非極性化合物。此外，由於醛和酮是極性化合物，它們在相反的C=O偶極端之間具有足夠的分子間偶極-偶極相互作用，因此它們的沸點低於醇或羧酸。

圖2：偶極-偶極相互作用

使用者：Innerstream，丙酮偶極-偶極相互作用，標記為公共領域，更多詳細資訊請參見維基共享資源

因此，偶極-偶極相互作用不足以增強醇和羧酸中的分子間氫鍵。此外，醛和酮的沸點低於相同分子量的醇和羧酸。

醛和酮的其他重要性質

醛和酮的化學性質將在下一節中描述：

與醇的反應

在乾燥HCl氣體存在下，醛和醇之間的反應可以生成偕二烷氧基化合物。這些化合物被稱為縮醛。

與氰化氫的反應

醛和酮與氰化氫反應生成一種稱為氰醇的產物。該反應可在氯化鋁存在下進行。

關於醛和酮的事實

碘仿的形成被用作某些醛和酮的鑑定測試。這些醛和酮具有與羰基鍵合的甲基。該測試在碳酸鈉和碘溶液存在下進行。該反應被稱為碘仿反應。

結論

極性羰基的存在可以產生合理的沸點，隨著分子大小的增加，沸點會升高，而其他因素對於縮醛的形成是重要的。在醛中，羰基與一個氫原子和一個烷基或芳基連線，但在酮中，羰基與兩個烷基或芳基連線。物理和化學性質對於理解化學的重要性都至關重要。

常見問題

Q1. 使用什麼測試來鑑別醛和酮？

A1. 碘仿試驗用於鑑別醛和酮，這是測試碳酸鈉和碘溶液的充分理由之一。透過碘仿試驗可以很容易地識別醛和酮的存在。

Q2. 羰基分子的形狀是什麼？

A2. 羰基分子的形狀是平面三角形。sp2雜化的形成產生三個成鍵軌道和一個非成鍵軌道。

Q3. 如果亞硫酸氫鈉與醛和酮反應會發生什麼？

A3. 醛和酮與飽和亞硫酸氫鈉溶液反應，形成稱為亞硫酸氫鈉加合物的結晶加成化合物。