内容正文:
专题1 有机化学的发展及研究思路
考点1 有机化学的发展
1.我国早期有机化学
(1)3 000多年前已经用煤作为燃料。
(2)2 000多年前就掌握了石油和天然气的开采技术。
(3)从植物中提取染料、药物和香料等物质已经有上千年的历史。
2.有机化学的形成
(1)19世纪初,瑞典化学家贝采利乌斯提出了有机化学概念。
(2)19世纪中叶以前,科学家提出“生命力论”,认为有机物只能由动物或植物产生,不可能通过人工的方法将无机物转变为有机物。
(3)1828年,德国化学家维勒利用无机物合成了第一种有机物尿素,冲破了“生命力论”学说的束缚,打破了无机物和有机物的界限。
3.现代有机化学
(1)合成有机物得到广泛应用,成为人类赖以生存的重要物质基础。
(2)与其他学科融合形成了分子生物学、药物化学、材料科学以及环境科学等多个新兴学科。
(3)1965年,我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了结晶牛胰岛素,标志着人类合成蛋白质时代的开始。
考点2 有机化学的应用
1.人类的衣食住行离不开有机物
天然有机物:如糖类、油脂、蛋白质、石油、天然气、天然橡胶等。
合成有机物:如塑料、合成纤维、合成橡胶、合成药物等。
2.有机物在维持生命活动的过程中发挥着重要作用
生命体中许多物质都是有机物,如细胞中存在的糖类、脂肪、氨基酸、蛋白质和核酸等,都是有机物。
3.药物中大多数是有机化合物,在帮助人们战胜疾病,延长寿命的过程中发挥着重要的作用。
考点3 有机化合物的特点
1.有机化合物组成特点
有机化合物是指含有碳元素的化合物,其中绝大多数含有氢元素,很多有机化合物还含有氧元素、氮元素、卤族元素、硫元素和磷元素等。
2.有机化合物性质特点
有机化合物的组成和结构特点,决定了大多数有机物与无机物具有不同的性质。例如,多数有机物易溶于极性较小的溶剂,熔点、沸点较低,容易燃烧,受热易分解,发生化学反应时其反应速率通常较小,副反应较多。
3.有机化合物研究的发展阶段
(1)从天然的动植物中提取、分离出一些纯净物。
(2)研究有机化合物的组成、结构、性质和应用。
(3)根据需要对有机化合物分子进行设计和合成。
考点4 有机化合物和无机化合物的区别
1.有机化合物和无机化合物的概念
(1)绝大多数的含碳化合物,在结构、性质上都与有机体中存在的糖类、油脂、蛋白质和染料等化合物相似。因此,常把这些含碳化合物叫做有机化合物(简称有机物);除有机物外,其他的化合物叫做无机化合物(简称无机物),通常把单质划归为无机物。
(2)以是否含有碳元素为标准来划分有机物和无机物的物质分类方法也有一定的局限性,如CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等物质,虽然含有碳元素,但它们的组成和性质跟无机物相似,一般将它们视为无机物。
(3)有机物与无机物无绝对界限,两者在一定条件下可以互相转化。
2.有机化合物与无机化合物的区别
性质
有机化合物
无机化合物
溶解性
多数不溶于水,而溶于有机溶剂
部分溶于水,而不溶于有机溶剂
耐热性
多数不耐热,熔点较低
多数耐热,难熔化,熔点比较高
可燃性
多数可燃
多数不可燃
电离性
多数是非电解质
多数是电解质
化学反应
比较复杂,副反应多,反应速率慢
比较简单,副反应少,反应速率快
3.有机化合物的种类
在种类上,有机物远远超过无机物,目前已知的有机物已超过4 000万种,而且从1995年起每年新发现和新合成的有机物又超过百万种。
考点5 有机化合物的分离、提纯
1.重结晶
重结晶是提纯固体有机化合物常用的方法。
(1)原理:将混合物中第一次结晶得到的晶体溶于一定量的溶剂中,再进行蒸发(或冷却)、结晶、过滤,如此的多次操作称为重结晶。
重结晶是利用混合物中各组分在同一溶剂中的溶解度不同而使它们相互分离。
(2)溶剂的选择
①杂质在所选溶剂中的溶解度很小或很大,易于除去。
②被提纯的有机化合物在所选溶剂中的溶解度受温度的影响较大,冷却后易于结晶析出。
2.萃取
萃取分为液-液萃取和固-液萃取两种。
(1)萃取的原理
萃取是利用混合物中各组分在萃取剂中的溶解度不同而使它们相互分离的操作。
(2)液-液萃取
①原理:液-液萃取是向待分离溶液中加入与之不互溶(或部分互溶)的萃取剂,形成共存的两个液相,一般是用有机溶剂从水中萃取某种组分 。
②实例:四氯化碳萃取溶解在水中的碘,几乎所有的碘都溶解到四氯化碳中,碘得以与大量的水分离。
③分液漏斗是液-液萃取常用的操作仪器。
④常用的与水不互溶的有机溶剂有乙醚、石油醚和二氯甲烷等。
(3)固-液萃取
①原理:固-液萃取是利用溶剂使固体物料中的可溶性物质溶解于其中而加以分离的操作,又称浸取。
②实例:从植物种子中提取食用油,从甜菜中提取糖。
3.蒸