高中有机化学“不饱和度”的概念及其应用

一、 什么是不饱和度

不饱和度又称缺氢指数或者环加双键指数，是有机物分子不饱和程度的量化标志，即有机物分子中与碳原子数相等的开链烷烃相比较，每减少2个氢原子，则有机物的不饱和度增加1，用希腊字母Ω表示。

二 、不饱和度的计算

1. 根据有机物的化学式计算

不饱和度的计算公式是:

CxHyOm(NH)n，则Ω=x＋1－（y/2）

(注：氧：不考虑，卤素：当作H，氮：划去NH)。

例：C5H8O2， 则Ω=5＋1－8/2=2

C5H4Cl2可转化为C5H6，则Ω=5＋1－6/2=3

C8H13O2N3可转化为C8H10O2(NH)3，则Ω=8＋1－10/2=4

2.根据有机物的结构式计算

Ω=双键数＋叁键数×2＋环数

在计算不饱和度时，可以看做是有3个双键和1个环，所以Ω=3＋1=4

例：请计算出两种物质的不饱和度

三、 不饱和度的应用

1.根据有机物的分子式推断其结构式

①若Ω=0，说明分子是饱和链状结构

②若Ω=1，说明分子中有一个双键或一个环

③若Ω=2，说明分子中有两个双键或一个三键；或一个双键和一个环；或两个环；其余类推

④若Ω≥4，说明分子中很可能有苯环。

2.根据结构简式推导化学式：

结构简式——计算不饱和度——计算H原子数——确定分子式

例1：1mol X能与足量碳酸氢钠溶液反应放出44.8L CO2(标准状况)，则X的分子式是：( )

A、C5H10O4 

B．C4H8O4 

C．C3H6O4 

D．C2H2O4

解题方法：能与碳酸氢钠反应的有机物一般为羧基，1mol X放出CO2为2mol，说明含2个羧基，其不饱和度至少为2，A、B、C的不饱和度均为1，D为2，可快速求解选项为D。

例2：一种从植物中提取的天然化合物a－damascone，可用于制作“香水”，其结构如下图，有关该化合物的下列说法不正确的是( )

A．分子式为  

B. 该化合物可发生聚合反应

C．1mol 该化合物完全燃烧消耗19mol

D．与溴的溶液反应生成的产物经水解、稀硝酸化后可用溶液检验

解题方法：A项，可快速判断出该分子为C13HyO，该分子含3个双键一个环，Ω=3＋1=4，也即Ω=13＋1－y/2=4，y=20，正确；B项，由于分子可存在碳碳双键，故可以发生加聚反应，正确；C项，根据A项可转化为C13H18(H2O)，13个碳应消耗13个O2，18个H消耗4.5个O2，共为17.5，故错；D项，碳碳双键可以与Br2发生加成发生，然后水解酸化，即可得Br－，再用AgNO3可以检验，正确。

3.辅助推断有机物的结构与性质:

分子式——计算不饱和度——预测官能团及数量——确定结构—推测性质

例3：有一环状化合物C8H8，它不能使溴的CCl4溶液褪色；它的分子中碳环上的1个氢原子被氯取代后有机生成物只有一种。这种环状化合物可能是

快速解答：不能使溴的CCl4溶液褪色，可排除AD；

C8H8中Ω=8＋1－8/2=5，B中Ω=4，排除，即得正确答案为C。

例4：①芳香化合物E的分子式是C8H8Cl2。E的苯环上的一溴取代物只有一种，则E的所有可能的结构简式是_______________________。

快速解答：卤素原子与H等效，C8H8Cl2可转化为C8H10，Ω=8＋1－10/2=4，又为芳香化合物，说明只含一个苯环，其余均饱和，故结构即可迎刃而解。答案如下：

4.同分异构体、同系物的判断

同系物结构相似(同类物质)－－不饱和度相同；

同分异构体分子式相同－－不饱和度相同。

根据这种规律，可快速判断，不必花大力气数H原子个数，写分子式。

例5：下列各对物质中，互为同系物的是 ( )

解答：同系物为同类物质可排除BD；C中不饱和度分别为4和1，排除，可得A为正确答案。

例6：A、B、C、D、E 五种芳香化合物都是某些植物挥发油中的主要成分，有的是药物，有的是香料。它们的结构简式如下所示：

请回答下列问题：

(1)这五种化合物中，互为同分异构体的是         。

解答：分子中均含苯环外，可看苯环外的结构：

A中5个C，Ω=1;B中4个C，Ω=1；C中4个C，Ω=1；BC为同分异构体；D中3个C，Ω=1；E中3个C，Ω=2；非同分异构体。