丙烯 2-甲烴-1-丙烯
順-5-甲基-2-己烯 反-5-甲基-2-己烯
▲ 烯烴命名法及主鏈的碳編號
2. 環烯烴的命名與環烷烴類似,要注意的是化合物中的編號需先數完雙鍵,且使取代基數愈小 愈好。化合物是2,3-二甲基環戊烯, 而不是 1,2-二甲基環戊烯,如下圖所示。
環己烯 2,3-二甲基環戊烯 1,2-二甲基環戊烯 (錯誤命名)
▲ 簡單環烯烴的命名
炔烴的命名與烯烴類似,先選取含有參鍵的最長鏈為主鏈,再以烯烴的方式予以命名,將字尾 的烯改為炔,取代基與參鍵的位置均予標號,並從最近參鍵的一端算起。
█:下圖兩種分子的正確名稱分別為 2-戊炔及 3-甲基-1-丁炔。
2-戊炔 3-甲基-1-丁炔
烯烴與環烯烴的命名
(南一版 p.60)3
炔烴的命名
(南一版 p.61)4
▲ 2-戊炔及 3-甲基-1-丁炔的結構式與球-棍模型
範例 烴類的命名 ★★★★
(A) 1,2,3,4-四甲基戊烷 (B) 2,3,4,5-四甲基戊烷 (C) 3,4,5-三甲基己烷 (D) 2,3,4-三甲基已烷
( CE ) 1. 下列何者與命名法不符合?
(A) 2-甲基丁烷 (B) 2,3-二甲基戊烷 (C) 2,2-二乙基丙烷 (D) 2,2,3-三甲基戊 烷 (E) 1,3,5-三甲基戊烷
( CD ) 2. 就碳氫原子數的關係判別,C6H10不可能是下列哪一化合物的分子式?
E (A) 1-甲基環戊烯 (B) 2-甲基-1,3-戊二烯 (C) 2-甲基-1-戊烯 (D)己烯 (E)甲基環戊烷
1. 寫出下列畫框部分(碳氫鍵已省略)各取代基的中文名稱:
█: ① 三級丁基; ② 二級丁基; ③ 異丙基; ④ 異丁基; ⑤ 正丙基; ⑥ 乙基 2. 請依 IUPAC 系統命名法命名下列化合物:
(1) (2)
(3) CH3CH2CH(CH2CH2CH3)CH(CH3)CH2CH3 【81.日大】
█: (1) 2,6 -二甲基- 4 -乙基辛烷; (2) 2,4,4 -三甲基己烷; (3) 3 -甲基- 4 -乙基庚烷 3. 試以 IUPAC 系統命名法命名下列分子:
(1) (2)
█: (1) 4 -乙基壬烷; (2) 4,5 -二甲基- 2 -己炔 4. 以 IUPAC 系統命名下列各烴:
(1) (2) (3) (4)
(5)
(1) 2,6-二甲基-3-乙基庚烷;(2) 4-甲基環己烯;(3) 3-甲基-1-戊烯;
█: (4) 3 -乙基甲苯; (5) 2 -甲基- 1,3 -丁二烯
( 1. (C) 3,3-二甲基戊烷;(E) 4-甲基庚烷。)
( 2. (C)(D)(E)之分子式皆為 C6H12。)
分子式相同的不同化合物稱為同分異構物,簡稱異構物(isomers)。
█:正丁烷與異丁烷有相同的分子式,而原子間的連接方式不同,此兩異構物屬於結構異構物。
正丁烷 異丁烷
▲ 丁烷異構物的球-棍模型 說明:異構物的分類
1. 原子連接次序相同,而相關幾何位置不同的異構物。
█:2-丁烯有順反幾何異構物。
順2-丁烯 反2-丁烯
2. 兩個甲基(或兩個氫)在雙鍵同側稱順式異構物(cis isomer);不在同一側稱反式異構物
(trans isomer)。
同分 異 構物
結構異構物
(不同結構式)
立體異構物
(相同結構式)
鏈異構物 :正丁烷與異丁烷 位置異構物 : 1 -丙醇與 2 -丙醇 官能基異構物 :乙酸與甲酸甲酯 幾何異構物
光學異構物
(順反異構物)
(高中不討論)
2-丁烯
異構物的定義
(南一版 p.62)1
幾何異構物
(南一版 p.63)2
說明:幾何異構物存在的情況
① 含碳碳雙鍵的分子,其結構式為:
,其中a≠b 且 c≠d 才有幾何異構物。
② 環上有兩個碳原子連接的取代基符合下面情況,才有幾何異構物。
,其中a≠b 且 c≠d。
▲ 順 1,2-二甲基環戊烷 ▲ 反 1,2-二甲基環戊烷
範例 異構物的判斷 ★★★★
下列各組化合物中,何者屬於結構異構物?
(A)乙醇和乙醚 (B)異辛烷和正庚烷 (C)異戊烷和新戊烷 (D) 和CH2=CH-CH=CH2
[答案] C
(A)乙醇與甲醚;(D)為環丁烷與 1,3-丁二烯,兩者分子式不同。
[類題] 下列各對化合物,何者互為結構異構物?
(A) 與 (B) ,
(C) 與 (D) CH3CH2CH2CH2OH 與
█: D 。
1
( 8. 、 、 、 。)
( BE ) 1. 下列何物質有幾何異構物存在?
(A) 1-丁烯 (B) 2-丁烯 (C) 2-甲基丙烯 (D)苯乙烯 (E) 3-甲基-2-戊烯 ( AB ) 2. 有關正丁烷、異丁烷的性質,哪些是正確的?
D (A)兩者均難溶於水 (B)兩者的分子式相同 (C)兩者的密度相同 (D)正丁烷的沸點 大於異丁烷 (E)兩者互為幾何異構物
( AC ) 3. 下列何者有幾何異構物?
D (A) C2H2Cl2 (B) CH2Cl2 (C) N2F2 (D) CH3CH=CHCH3 (E) CH3CH=CH2
1. 畫出 C4H8的可能異構物並命名之。
█:
順2-丁烯
CH3-CH2-CH=CH2、 、 、 、
1-丁烯 反2-丁烯 環丁烷 甲基環丙烷 2-甲基丙烯
2. 利用球-棍模型來討論環戊烯是否有幾何異構物?
█: 不具幾何異構物
3. 以系統命名法,命名下圖之化合物:
█: 反 5,9 - 二甲基- 8 - 乙基- 2 - 癸烯
( 2. (C)不同烷類密度不同;(E)兩者互為鏈異構 物或結構異構物。)
( 1. (B) , ;(E) , 。)
順 2-丁烯 反 2-丁烯 順 3-甲基-2-戊烯 反 3-甲基-2-戊烯
( 3. (C) N2F2,F-N=N-F,有幾何異構物。)
1. 芳香烴的定義:常指含有苯及苯的衍生物,由於此類化合物具有芳香味而得名。
2. 結構:為一含有六個碳的環狀不飽和烴,六個碳原子與六個氫原子都在同一平面上。
(1) (2) (3)
▲ (1)苯中雙鍵電子雲示意圖;(2)苯的球-棍模型;(3)苯的填空模型
說明:經實驗證實苯環中每一個碳-碳鍵的長度完全相同,任何兩個鍵間角度均為120°,因此苯的 結構應以共振式①及②或用③來表示苯結構的特性,即碳-碳鍵介於C-C 單鍵(1.54 A)
與C=C 雙鍵(1.34 A)之間,既非單鍵亦非雙鍵,視為 1 鍵。
苯的共振結構 3. 性質:
(1) 俗稱安息油,沸點 80.1 ℃,熔點 5.5 ℃,為無色有特殊氣味的揮發性液體。
(2) 與水不互溶,能溶解脂肪、石蠟及橡膠等有機物,為實驗室及工業常用的溶劑,但最近發 現苯可能誘發白血病(即具毒性),因而漸被甲苯或二甲苯所取代。
(3) 易著火,發出光亮多煙之火焰。
(4) 苯為化工之重要原料,廣泛用於醫藥、染料、塑膠及其他芳香族的製造。
1. 脂芳烴(arenes):具有脂肪烴基的芳香烴,分子具有烷基或其他簡單的取代基連接於苯,
苯用來做母體名稱。
(1) 甲 苯 乙 苯 乙烯苯(苯乙烯)
說明:甲苯(C7H8)、乙苯(C8H10)及苯乙烯(C8H8,或乙烯苯)都是苯的衍生物可由苯製得,也 都是有機化學工業的重要原料,廣泛用於醫藥、火藥、染料、塑膠及其他苯衍生物之製造,
如苯乙烯即是工業上製造聚苯乙烯(保麗龍塑膠)的原料。
① ② ③
苯(C
6H
6)
(南一版 p.65)1
其它的芳香烴
(南一版 p.66)2
(2) 二甲苯是實驗中常用的有機溶劑,有三種結構異構物,如下表所示:
1,2-二甲苯
(鄰二甲苯)
1,3-二甲苯
(間二甲苯)
1,4-二甲苯
(對二甲苯)
說明:表中二甲苯的學名用數字,俗名用鄰、間及對。
2. 兩個以上苯環拼合:
萘(naphthalene) 蒽(anthracene) 菲(phenanthracene)
C10H8 C14H10 C14H10
說明:萘為白色片狀結晶,俗稱焦油腦,易昇華,可作為消毒、殺蟲、和防腐劑,也可用於生產染 料、樹脂等。
3. 兩個苯環相聯:
聯苯(biphenyl) 多氯聯苯(PCBs) 戴奧辛 C12H10 C12H10-XClx C12H4O2Cl4
說明:多氯聯苯曾被使用當殺蟲劑,因不易被環境所分解,現已禁用;戴奧辛是一種致癌物,常因 燃燒廢電纜、垃圾等所產生,有世紀之毒的稱號。
範例 苯的性質 ★★★★
下列有關於苯的敘述,何者錯誤?
(A)苯之六個碳-碳鍵有三個雙鍵、三個單鍵 (B)正六角平面環,12 個原子共平面 (C)屬於 不飽和烴 (D)苯環中任何兩鍵的夾角均為 120° (E)一分子苯在空氣中燃燒,會產生 6 分子 二氧化碳和6 分子水
[答案] AE
(A)苯之碳—碳鍵長、鍵數皆相同;(E) 1C6H6+O2 → 6 CO2+3 H2O。
1
[類題] 下列哪些是平面分子?
(A)苯 (B)乙烯 (C)丙烷 (D)環戊烷 (E)環戊烯
█: AB 。
範例 芳香烴的判斷 ★★★
下列分子結構何者不具苯環?
(A)乙苯 (B)萘 (C)聯苯 (D)六氯化苯 [答案] D
,可由苯與氯反應製得,故命名為六氯化苯。
[類題] 下列何者不是脂芳烴?
(A)乙苯 (B)聯苯 (C)乙烯苯 (D)甲苯
█: B 。
範例 芳香烴的性質 ★★★★
下列關於芳香烴的敘述,何者正確?
(A)苯為非極性物質,與水不互溶,能溶解脂肪、樹脂等有機物 (B)含碳之重量百分率:苯
>萘>蒽 (C)萘易揮發可做殺蟲劑及防腐劑 (D)苯乙烯是製造保麗龍的原料 (E)苯和甲苯 可由煤分餾產物中之輕油提取
[答案] ACDE
苯(C6H6)之 C%=× 100%=92.3%;萘(C10H8)之 C%=× 100%=93.8%;
鮏(C14H10)之 C%=× 100%=94.4% ∴含碳之重量百分率:苯<萘<蒽。
[類題] 苯曾是油漆時之重要原料,但可能引發白血病,目前已被下列何者物質所取代?
(A)環己烷 (B)環己烯 (C)萘 (D)甲苯
█: D 。
(由球-棍模型可判斷分子是否為平面分子。)
( 。)
(苯毒性較高,現已由甲苯取代作為溶劑。)
2
3
( A ) 1. 苯之烷基取代物 C7H8,若苯環上有一個氫被氯取代,則可能有幾種異構物?
( D )12. 已知某含溴的甲苯衍生物,分子式為 C7H6Br2,其中兩個溴原子皆位於苯環上,試問此衍
生物可能有幾個異構物? 【100.指考】
(A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 6 (E) 7
( AC ) 1. 下列有關苯的各項敘述,何者正確?
E (A) 6 個碳原子的鍵結方式均為相同 (B)一個苯分子中共含有 9 個單鍵及 3 個雙鍵 (C)常溫常壓下為無色但有特殊氣味的揮發性液體 (D)工業上可由乙烯聚合作用而製 成苯 (E)正己烷在高溫下通過鉑粉可製得苯
( AB ) 2. 有關二氯苯之一硝基衍生物的異構物中,下列各項敘述何者正確?
C (A)對二氯苯之一硝基衍生物僅有一種異構物 (B)鄰二氯苯之一硝基衍生物有二種異 構物 (C)間二氯苯之一硝基衍生物有三種異構物 (D)鄰、間、對三種二氯苯異構物 之一硝基衍生物皆有二種異構物 (E)鄰、間、對三種二氯苯異構物之一硝基衍生物各 有四種異構物
◎ 芳香烴 C8H10有幾種異構物?請畫出其結構式並命名之。
█: 四種: 、 、 、
( 1. (B)一個苯分子中共含有 6 個碳—氫單鍵及 6 個相同的 碳—碳鍵;(D)將乙炔通過加熱 500℃的石英管,
則三分子乙炔會發生聚合 反應而產生苯。)
( 2. 、 、 ,1~6 代表硝基的位置。)
(12. π+環==4(1 環+3π 形成苯)。)
有機化合物常因具有相同的原子團而具有特定的物理及化學性質。這些原子團通常稱為官能基
(functional group),除了烷、烯、炔及芳香烴外,還有如下表所示常見的有機官能基。
▼ 常見的有機官能基
(R1、R2、R3
註:早期一些殺蟲劑也屬於鹵化物,如DDT,PCBs,六氯化苯(BHC)等。
範例 鹵烷的製取 ★★★★★
(A) 3.5 (B) 2.6 (C) 1.8 (D) 1 [答案] A
CH4+2 Cl2 → CH2Cl2+2 HCl;CH4+3 Cl2 → CHCl3+3 HCl;CH4+4 Cl2 → CCl4+4 HCl;
共用nCl 2=0.1×2+0.3×3+0.6×4=3.5。
[類題] 2-甲基己烷與氯分子在加熱或照光下會進行氯化反應,其中單氯產物(C7H15Cl) 會有 幾
((D) HFC-218。)
1° 碳 2° 碳 3° 碳
(4) 一元醇:分子中含有一個 OH 基,█:乙醇(俗稱酒精)。
化合物(示性式) 俗名 性質與用途 2-丙醇
(CH3CHOHCH3) 俗稱異丙醇
(1) 為墨水或護膚乳液的揮發劑,亦可在 醫療上作為消毒劑。
(2) 工業上半數以上的 2-丙醇被用來製 備成丙酮。
1,2-乙二醇
(CH2OHCH2OH) 俗稱水精
(1) 無色、黏稠具甜味的液體,易溶於水
,沸點198 ℃。
(2) 有毒性,可燃。
(3) 汽車水箱通常裝的是 50%(v/v)之 1,2-乙二醇水溶液,亦是抗凍劑。
1,2,3-丙三醇
(CH2OHCHOHCH2OH) 俗稱甘油
(1) 無色,比 1,2-乙二醇更黏稠具甜味 的液體,易溶於水,沸點290 ℃,
可燃。
(2) 與硝酸反應製造硝化甘油。
(3) 口腔清潔劑、肥皂、洗面乳及化粧品 的原料。
範例 醇的分類 ★★★★
下列各醇類中,何者為三級醇?
(A) 4-甲基-1-戊醇 (B) 2-甲基-3-戊醇 (C) 2-甲基-2-戊醇 (D) 2-甲基-1-戊 醇
[答案] C
(C) 為3°醇
[類題] 下列何者為二級醇?
(A) (B) (C) (D)
█: D 。 ((A)為 2-甲基苯酚,不是醇類;(C)為 1°醇。)
3
範例 醇的性質 ★★★★
下列有關醇類的敘述,何者正確?
(A)甲醇俗稱木精 (B)醣類發酵可得乙醇 (C)工業上半數以上的 2-丙醇被用來製備成丙酮
(D)甘油的流動性比 1-丙醇大 (E)酒精具消毒作用,故絕對酒精殺菌效果最好 [答案] ABC
(D)甘油為三元醇,流動性比 1-丙醇低;(E) 70~75 %間的酒精水溶液殺菌效果較佳。
[類題] 下列有關甲醇與乙醇性質的敘述,何者正確?
(A)甲醇與乙醇的性質非常不同,所以可以用蒸餾法將它們分離 (B)甲醇與乙醇相差一個 碳,所以具有非常不同的物理與化學性質 (C)變性酒精中的乙醇分子的化學特性被改變,
所以不可以食用 (D)甲醇與乙醇皆屬於醇類,可以與水以任何比例完全互溶
█: D 。
1. 定義:苯環上的氫被羥基取代而成的化合物稱為酚類。酚類中最簡單的化合物是苯酚(簡稱 酚)。
▲ 苯酚
2. 製備:
(1) 酚為煤的乾餾產物煤之主要產物之一。
(2) 工業上,由氯苯與 NaOH 加壓來合成:
3. 性質:
(1) 酚的酸性比醇強為一弱酸(但無法使石蕊試紙變色),可與強鹼(如氫氧化鈉水溶液)生 成鹽而溶於水中。
(2) 酚為低熔點(43 ℃)的無色晶體,常下在水中溶解度為 9.3 g/100 g 水(微溶),可與度 65 ℃以上的水互溶。
4
((A)甲、乙醇沸點相近,蒸餾法不易分離它們;(B)同為醇類還是具有相似的物性或 化性;(C)在乙醇中加入甲醇或汽油得到變性酒精。)
4
酚類
(南一版 p.75)4
(3) 酚在工業上用途很廣,可用於合成樹脂、黏膠、電木、染料、除草劑、阿司匹靈等。
範例 苯酚的性質 ★★★★
下列有關苯酚敘述,何者錯誤?
(A)水溶液可使石蕊試紙變為紅色 (B)室溫下微溶於水,但可溶於氫氧化鈉水溶液 (C)可用 於合成阿司匹靈 (D)酚的酸性比醇強
[答案] A
苯酚酸性太弱,石蕊試紙無法變色。
苯酚酸性太弱,石蕊試紙無法變色。