化学と本の巻~nao blog~

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化学の巻↓ 有機化学(高校)

有機化合物の特徴を知る(分類や名称を学ぶ!)

投稿日:10月 24, 2020 更新日:

これからは有機化学の単元にはいっていくにゃ!

・有機化合物の分類

 有機化合物はまず鎖式化合物と環式化合物に分かれます。環式化合物のうち6個の炭素原子でできた骨格をもつものを芳香族化合物といい他のものは脂環式化合物と呼ばれています。また炭素原子どうしが単結合している飽和化合物と炭素原子の結合に不飽和結合を含む不飽和化合物に分類できます。また有機化合物は炭素原子と水素原子だけからなる炭化水素と炭化水素基に-OH,-CHO,-COOHのような特殊な性質をもった官能基が結合したものがあります。炭化水素も環があるかないかで鎖式炭化水素、環式炭化水素に分けられる。さらに二重結合、三重結合があるかないかで飽和炭化水素、不飽和炭化水素にわけられる。さらに鎖式炭化水素は脂環式炭化水素、芳香族炭化水素にわけられる。以下に炭化水素の分類をのせます。

・炭化水素の名称および分類

鎖式炭化水素のなかで、飽和炭化水素をアルカン、二重結合を1つ含む不飽和炭化水素をアルケン、三重結合を1つ含む不飽和炭化水素をアルキンといいます。アルカンの名称は「アン」、アルケンは「エン」、アルキンは「イン」で語尾がかわります。

以下に絶対覚えておくべき名称をのせます。

・炭化水素基の名称と化学式

 炭化水素分子の水素原子がとれて他の原子と結合する原子団を炭化水素基とよぶ。具体的にアルキル基の名称のアルカンの語尾の「アン」を「イル」にかえたものとなります。

・有機化合物の表し方

有機化合物の表し方には構造式、示性式、分子式、組成式の4つがある。

  • 分子式 分子中の原子の種類と数を表した式。普通、C,H,O,Nの順に並べる。これ以外はアルファベット順。
  • 示性式 分子式から官能基だけを抜き出した化学式。すなわち炭化水素基と官能基を組み合わせた化学式となる。
  • 構造式 原子の結合の形を価標とよぶ線(ー)で表した式。
  • 組成式 化合物を構成する各元素の原子の数を最も簡単な整数比で表した式。

・演習問題

問題1 次の()にはてはまる言葉を考えよう。

有機化合物は炭素原子のつながり方により(A)と(B)に分類される。炭素原子同士の結合に二重結合や三重結合を含む化合物は(C)に分類される。(C)の中でベンゼン環を含む化合物は(D)と呼ばれ、アルケンやシクロアルケンとは違った特有の性質をもつ。(A)と(B)は順不同

解答(A)鎖式化合物 (B)環式化合物 (C)不飽和化合物 (D)芳香族化合物

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問題2 次の官能基の名称を答えなさい。

  1. -SO3H
  2. -CHO
  3. -NO2
  4. -NH2

解答

  1. スルホ基
  2. アルデヒド基
  3. ニトロ基
  4. アミノ基

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問題3 炭素、水素、酸素の元素から構成されている有機化合物を天秤で計量した後、完全燃焼させた。生じた二酸化炭素と水の質量を測定したところ表の結果を得た。組成式を求めよ。原子量はH=1,C=12,O=16(新潟大)

試料の質量(mg)二酸化炭素の質量(mg)水の質量(mg)
42.8112.547.0

有機化合物の正体を知るにはその化合物の炭素と水素と酸素の各原子の数の比を求めるしる必要があるにゃ。今回の問題で求め方を知ろう。

解答 有機化合物中のCの質量は生成したCO2中のCの質量に等しいので

Cの質量は112.5× C/CO2=112.5×12.0/44.0≑30.7mg

Hの質量は生成した水の質量に等しいので

Hの質量 47.0×2H/H2O=47.0×2/18≑5.22mg

Oの質量は 42.8ー(30.7+5.22)=6.88mg

組成式は 30.7÷Cの原子量:5.22÷Hの原子量:6.88÷Oの原子量≑6:12:1となる。

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