官能团

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介绍

有机化合物通常是指含有碳 (C)-氢 (H) 键或仅含碳 (C)-碳 (C) 键的化合物。由于碳 (C)-碳 (C) 键的成键能力，存在数百万种有机化合物。

地球表面（地壳）上，有机化合物的数量百分比很小，但对维持地球上所有生命形式都至关重要。官能团是一组原子，它们决定了特定化合物的特性反应。相同的或相似的官能团会发生相同或相似的化学反应，并且不依赖于分子的组成。一些官能团的例子包括羧酸、酮、羟基等。

什么是有机化合物？

有机化合物是指含有碳 (C)-氢 (H) 键或碳 (C)-碳 (C) 键的化合物。由于碳原子与其他碳原子的链状结合能力（也称为碳的成链性），地球表面存在数百万种有机化合物。地球表面有机化合物的百分比相当低，但对地球上所有生命形式都非常有用且重要。除了天然存在的有机化合物外，还有一些合成（人造）的有机化合物，通常来源于石油化工产品（由石油形成的产品），主要含有烃类，这些烃类本身是在高压 (p) 和高温 (T) 下形成的。

什么是官能团？

官能团是分子中的一组原子（取代基），它赋予分子特征的化学反应。相似的官能团会发生相似的化学反应，并且不会受到分子组成的影响。任何官能团的反应活性（反应能力）都可以被其他官能团修改或影响。

官能团的原子通过共价键相互连接，并与分子的其余部分连接。在复杂化合物中，与中心原子结合的官能团被称为配体。将两个或多个官能团的名称与母体烷烃结合起来，可以给出该有机化合物的系统命名法（唯一的）。一些官能团的例子包括羟基、胺、酮等。

Lhunter2099, Ochem 6 个重要的官能团, CC BY-SA 4.0

IUPAC 命名法中官能团的优先级顺序

在编写命名法时，官能团的优先级顺序非常重要，因为优先级最高的官能团构成主要官能团，并且以使其具有最低编号的方式进行编号（标记）。这种优先级顺序不仅对命名法很重要，而且对于识别（鉴定）它们的反应也很重要。官能团的优先级顺序如下所示：

• 羧酸的通式为：(R-COOH)。

• 酸酐的通式为：(R-COOCOR)。

• 酯的通式为：(R-COOR')。

• 酰卤的通式为：(R-COX)。

• 酰胺的通式为：(R-CONR'R'')。

• 腈的通式为：(R-C≡N)。

• 醛的通式为：(R-COH)。

• 酮的通式为：(R-COR')。

• 醇的通式为：(R-OH)。

• 硫醇的通式为：(R-SH)。

• 胺的通式为：(R-NR'R'')。

• 醚的通式为：(R-OR')。

• 硫醚的通式为：(R-S-R')。

• 烯烃的通式为：(C=C)。

• 炔烃的通式为：(HC≡CH)。

• 卤代烷的通式为：(R-X)。

• 硝基的通式为：(R-NO₂)。

• 烷烃的通式为：(H₃C-CH₃)。

官能团命名的步骤

• 首先，我们需要选择（确定/识别）最长的含碳链。

• 然后，我们需要从母链中识别所有取代基（侧链/原子）。

• 然后，我们应该识别或确定给定化合物中存在的官能团。

• 我们应该计算或确定含碳 (C) 化合物的数量以及碳 (C)-氢 (H) 键的数量。

• 最后，我们应该根据官能团的优先级顺序以及IUPAC命名规则中提到的其他规则或因素来编写命名法。

举五个例子

• 羧酸基团 - 这是在书写化合物IUPAC命名法时优先级最高的官能团。它用公式 (-COOH) 表示。它们是高度酸性的。

• 醛基 - 这是另一个官能团的例子。它用公式 (-COH) 表示。醛的词尾是 -al。

• 酮基 - 这是一个非常重要的官能团。它用公式 (-COR') 表示。酮的词尾是 -one。

• 羟基 - 这是一个众所周知的官能团，用公式 (-OH) 表示。这里，氧原子和氢原子以共价键结合。

• 烃基（烷烃/烯烃/炔烃） - 这些是优先级较低的官能团。

结论

有机化合物通常是指含有碳(C)-氢(H) 键或仅含碳(C)-碳(C) 键的化合物。由于碳原子的链状结合能力（碳的成链性），存在数百万种有机化合物。官能团是一组原子，它们决定了特定化合物的特性反应。相同的或相似的官能团会发生相同或相似的化学反应，并且不依赖于分子的组成。一些官能团的例子包括羧酸 (-COOH)、酮 (R-COR')、羟基 (-OH) 等。

常见问题

1. 官能团是什么意思？

官能团是分子中的一组原子（取代基），它赋予分子特征的化学反应。一些官能团的例子包括羧酸 (-COOH)、酮 (R-COR')、羟基 (-OH) 等。

2. 什么是配体？

在配位化学中，配体是用于结合中心金属原子或离子以形成配位配合物的离子或分子。而且，（大多数）在复杂化合物中与中心原子结合的官能团被称为配体。

3. 哪个官能团的优先级最高？

羧酸（一种官能团）具有最高的优先级。

4. 在酮和醛中，哪一个在IUPAC命名法中优先级更高？

与酮相比，醛在IUPAC命名法中具有更高的优先级。

5. 卤代烷官能团的另一个名称是什么？

卤代烃官能团是卤代烷官能团的另一个名称。