《化学选修五思维导图》
I. 有机化学基础
A. 有机化合物的结构特点
- 1. 成键特点:
- 碳原子价键理论：四价性，可以形成单键、双键、叁键
- 碳碳成键方式：链状、环状
- 共价键的极性：C-H非极性，C-O、C-X极性
- 2. 结构式的表示:
- 分子式：仅表示原子种类和个数
- 结构式：表示原子连接方式
- 结构简式：省略部分C-H键，需明确官能团连接方式
- 键线式：用线段表示C-C键，端点和转折点表示碳原子，省略氢原子，官能团需标明
- 3. 同分异构现象:
- 概念：分子式相同但结构不同的化合物
- 类型：碳链异构、位置异构、官能团异构、顺反异构（涉及双键或环状结构，连接的基团不同）
- 书写方法：由长到短，由直链到支链，注意对称性，避免重复
- 4. 官能团:
- 定义：决定有机化合物主要性质的原子或原子团
- 常见官能团：
- 卤原子 (-X)：卤代烃
- 羟基 (-OH)：醇、酚
- 醛基 (-CHO)：醛
- 酮基 (-CO-)：酮
- 羧基 (-COOH)：羧酸
- 酯基 (-COO-)：酯
- 醚键 (-O-)：醚
- 氨基 (-NH2)：胺
- 硝基 (-NO2)：硝基化合物
- 碳碳双键 (C=C)：烯烃
- 碳碳叁键 (C≡C)：炔烃
- 苯环：芳香烃、酚、芳香族化合物
B. 有机化合物的命名
- 1. 烷烃命名:
- 选最长碳链为主链
- 从离支链最近一端编号
- 先简后繁，相同基团合并书写，用“二”、“三”等表示
- 阿拉伯数字和汉字之间用“-”连接
- 2. 烯烃、炔烃命名:
- 选含双键或三键的最长碳链为主链
- 从离双键或三键最近一端编号
- 双键或三键位置用阿拉伯数字标明
- 3. 醇、酚、醛、酮、羧酸命名:
- 选含-OH、-CHO、-CO-、-COOH 的最长碳链为主链
- 从离官能团最近一端编号
- 酚类直接以苯酚为母体命名，编号从羟基开始
C. 有机反应类型
- 1. 取代反应:
- 定义：有机分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应
- 常见反应：卤代反应、硝化反应、酯化反应、水解反应
- 2. 加成反应:
- 定义：含有不饱和键的有机分子与小分子结合生成新物质的反应
- 常见反应：烯烃、炔烃与H2、卤素、HX、H2O等的加成反应，苯与H2的加成反应
- 3. 消去反应:
- 定义：有机分子在一定条件下，从同一分子中脱去小分子（如H2O、HX）生成不饱和化合物的反应
- 常见反应：醇的脱水反应，卤代烃的消去反应
- 4. 氧化反应:
- 定义：有机物与氧气反应（燃烧），或有机物失去氢或得到氧的反应
- 常见反应：醇的催化氧化，醛的氧化，燃烧
- 5. 酯化反应:
- 本质：酸脱羟基，醇脱氢
- 特点：可逆反应，生成水
- 催化剂：浓硫酸（催化剂、吸水剂）
- 6. 水解反应:
- 定义：有机物与水反应，断裂化学键并结合水分子中的H和OH的反应
- 常见反应：酯的水解、蛋白质的水解、多糖的水解、油脂的水解
II. 重要有机化合物
A. 烃
- 1. 烷烃:
- 性质：无色无味气体或液体，难溶于水，密度小于水，易燃烧，主要发生取代反应
- 2. 烯烃:
- 性质：含有碳碳双键，可以发生加成反应、加聚反应、氧化反应
- 乙烯：植物激素，催熟水果
- 3. 炔烃:
- 性质：含有碳碳三键，可以发生加成反应、加聚反应、氧化反应
- 乙炔：电石气，用于焊接切割金属
- 4. 芳香烃:
- 苯：具有特殊的稳定性，难发生加成反应，易发生取代反应
- 甲苯：重要的有机溶剂
B. 烃的衍生物
- 1. 卤代烃:
- 性质：可以发生水解反应、消去反应
- 用途：溶剂、制冷剂、杀虫剂
- 2. 醇:
- 性质：可以发生消去反应、酯化反应、氧化反应
- 乙醇：重要的溶剂、燃料、消毒剂
- 3. 酚:
- 性质：具有酸性，与碱反应生成盐，能与FeCl3溶液发生显色反应
- 4. 醛:
- 性质：可以发生氧化反应、还原反应（加氢）、加成反应
- 甲醛：重要的化工原料，具有毒性
- 5. 酮:
- 性质：不易被氧化，可以发生还原反应（加氢）、加成反应
- 6. 羧酸:
- 性质：具有酸性，可以发生酯化反应
- 乙酸（醋酸）：重要的有机酸
- 7. 酯:
- 性质：可以发生水解反应
- 用途：香精、溶剂
C. 糖类、油脂、蛋白质
- 1. 糖类:
- 分类：单糖、二糖、多糖
- 葡萄糖：重要的能源物质
- 蔗糖、麦芽糖：二糖
- 淀粉、纤维素：多糖
- 2. 油脂:
- 成分：高级脂肪酸甘油酯
- 性质：水解反应（皂化反应）
- 3. 蛋白质:
- 成分：氨基酸
- 结构：肽链，空间结构
- 性质：水解反应，变性
III. 高分子化合物
A. 概念
- 定义：相对分子质量很大的化合物，通常分子量达到10000以上
B. 合成高分子化合物
- 1. 加聚反应:
- 单体：含有不饱和键的小分子
- 高分子：只有一种重复单元，与单体组成相同
- 例子：聚乙烯、聚氯乙烯
- 2. 缩聚反应:
- 单体：含有两个或两个以上官能团的小分子
- 高分子：重复单元与单体组成不同，会生成小分子（如水）
- 例子：聚酯纤维、酚醛树脂
C. 天然高分子化合物
- 淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶
D. 高分子化合物的性能
- 强度、耐热性、耐腐蚀性等，与其结构有关
IV. 实验方法
A. 有机物的分离与提纯
- 萃取、蒸馏、分液、重结晶
B. 物质的鉴别
- 利用官能团的特征反应
- 烯烃、炔烃：溴水、酸性高锰酸钾溶液
- 醇、酚：金属钠、FeCl3溶液
- 醛：银氨溶液、新制氢氧化铜悬浊液
- 羧酸：石蕊试液、碳酸钠溶液
C. 实验安全
- 注意防火、防爆、防毒
- 废液处理
V. 有机推断
A. 解题思路
- 寻找突破口：特征反应、官能团、特殊性质
- 顺推、逆推、正推、猜想验证
- 考虑所有可能性，排除不合理答案
B. 技巧
- 关注反应条件
- 注意原子守恒、电荷守恒
- 合理利用信息
这个思维导图涵盖了化学选修五的主要内容，并进行了详细的展开，有助于理解和记忆。