不饱和度的计算公式有哪些

2021-12-18 15:48

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,用希腊字母Ω表示,在有机化学中用来帮助画化学结构,在推断有机化合物结构时很有用。以下就是不饱和度计算公式

不饱和度公式可以帮助使用者确定要画的化合物有多少个环、双键、和叁键,但不能给出环或者双键或者叁键各自的确切数目,而是环和双键以及两倍叁键(即叁键算2个不饱和度)的数目总和。最终结构需要借助于核磁共振(NMR),质谱和红外光谱(IR)以及其他的信息来确认。

1)从有机物分子结构计算不饱和度的方法

根据有机物分子结构计算,Ω=双键数+三键数×2+环数

如苯:Ω=3+0×2+1=4 即苯可看成三个双键和一个环的结构形式。

补充理解说明:

单键对不饱和度不产生影响,因此烷烃的不饱和度是0(所有原子均已饱和)。

一个双键(烯烃、亚胺、羰基化合物等)贡献1个不饱和度。

一个三键(炔烃、腈等)贡献2个不饱和度。

一个环(如环烷烃)贡献1个不饱和度。环烯烃贡献2个不饱和度。

一个苯环贡献4个不饱和度。

一个碳氧双键贡献1个不饱和度。

一个-NO2贡献1个不饱和度。

例子:丙烯的不饱和度为1,乙炔的不饱和度为2,环己酮的不饱和度也为2。

2)从分子式计算不饱和度的方法

第一种方法为通用公式:

Ω=1+1/2∑Ni(Vi-2)

其中,Vi代表某元素的化合价的绝对值,Ni代表该种元素原子的数目,∑代表总和。这种方法适用于复杂的化合物。

第二种方法为只含碳、氢、氧、氮以及单价卤素的计算公式:

Ω=C+1-(H-N)/2

其中,C代表碳原子的数目,H代表氢和卤素原子的总数,N代表氮原子的数目,氧和其他二价原子对不饱和度计算没有贡献,故不需要考虑氧原子数。这种方法只适用于含碳、氢、单价卤素、氮和氧的化合物。

第三种方法简化为只含有碳C和氢H或者氧的化合物的计算公式:

Ω =(2C+2-H)/2

其中C和H分别是碳原子和氢原子的数目。这种方法适用于只含碳和氢或者氧的化合物。

补充理解说明:

(1)若有机物为含氧化合物,因为氧为二价,C=O与CH2"等效",

如CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO(乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不饱和度Ω为1。

(2)有机物分子中的卤素原子取代基,可视作氢原子计算不饱和度Ω。

如:C2H3Cl的Ω为1,其他基团如-NH2、-SO3H等都视为氢原子。

(3)碳的同素异形体,可将其视作氢原子数为0的烃。

如C60(足球烯,或者富勒烯,Buckminster fullerene)

(4)烷烃和烷基的不饱和度Ω=0

如CH4(甲烷)

(5)有机物分子中含有N、P等三价原子时,每增加1个三价原子,则等效为减少1个氢原子。

如,CH3NH2(氨基甲烷)的不饱和度Ω=0。

(6)C=C碳碳双键的不饱和度Ω=1;碳碳叁键的不饱和度Ω=2。

(7)立体封闭有机物分子(多面体或笼状结构)不饱和度的计算,其成环的不饱和度比面数少数1。

如立方烷面数为6,其不饱和度Ω=6-1=5

(8)对于烃的含氧衍生物(CnHmOz),由于氢原子的最大值也是2n+2(如饱和一元醇CnH2n+2O),所以其不饱和度也为零,依此类推,饱和一元醛(CnH2nO),饱和一元羧酸(CnH2nO2),由于含有一个碳氧双键而比同碳数的饱和一元醇减少了2个氢原子,也可视为其不饱和度Ω=1。这样,对于一个有机物分子--烃或烃的含氧衍生物,只要知道了其不饱和度,就能推断出其可能的结构。即有下列关系:

若Ω=0,说明有机分子呈饱和链状,分子中的碳氢原子以CnH2n+2(此为饱和烃分子式通式)关系存在。

若Ω=1,说明有机分子中含有一个双键或一个环。

若Ω=2,说明有机分子中含有两个双键或一个三键或一个双键一个环或两个环。

若Ω≥4,说明有机分子中可能含有苯环(C6H6)。

智选大学

736分大学730分大学715分大学704分大学700分大学699分大学697分大学696分大学695分大学694分大学692分大学691分大学690分大学689分大学688分大学687分大学686分大学685分大学684分大学683分大学682分大学681分大学680分大学679分大学678分大学677分大学676分大学675分大学674分大学673分大学672分大学671分大学670分大学669分大学668分大学667分大学666分大学665分大学664分大学663分大学662分大学661分大学660分大学659分大学658分大学657分大学656分大学655分大学654分大学653分大学652分大学651分大学650分大学649分大学648分大学647分大学646分大学645分大学644分大学643分大学642分大学641分大学640分大学639分大学638分大学637分大学636分大学635分大学634分大学633分大学632分大学631分大学630分大学629分大学628分大学627分大学626分大学625分大学624分大学623分大学622分大学621分大学620分大学619分大学618分大学617分大学616分大学615分大学614分大学613分大学612分大学611分大学610分大学609分大学608分大学607分大学606分大学605分大学604分大学603分大学602分大学601分大学600分大学599分大学598分大学597分大学596分大学595分大学594分大学593分大学592分大学591分大学590分大学589分大学588分大学587分大学586分大学585分大学584分大学583分大学582分大学581分大学580分大学579分大学578分大学577分大学576分大学575分大学574分大学573分大学572分大学571分大学570分大学569分大学568分大学567分大学566分大学565分大学564分大学563分大学562分大学561分大学560分大学559分大学558分大学557分大学556分大学555分大学554分大学553分大学552分大学551分大学550分大学549分大学548分大学547分大学546分大学545分大学544分大学543分大学542分大学541分大学540分大学539分大学538分大学537分大学536分大学535分大学534分大学533分大学532分大学531分大学530分大学529分大学528分大学527分大学526分大学525分大学524分大学523分大学522分大学521分大学520分大学519分大学518分大学517分大学516分大学515分大学514分大学513分大学512分大学511分大学510分大学509分大学508分大学507分大学506分大学505分大学504分大学503分大学502分大学501分大学500分大学499分大学498分大学497分大学496分大学495分大学494分大学493分大学492分大学491分大学490分大学489分大学488分大学487分大学486分大学485分大学484分大学483分大学482分大学481分大学480分大学479分大学478分大学477分大学476分大学475分大学474分大学473分大学472分大学471分大学470分大学469分大学468分大学467分大学466分大学465分大学464分大学463分大学462分大学461分大学460分大学459分大学458分大学457分大学456分大学455分大学454分大学453分大学452分大学451分大学450分大学449分大学448分大学447分大学446分大学445分大学444分大学443分大学442分大学441分大学440分大学439分大学438分大学437分大学436分大学435分大学434分大学433分大学432分大学431分大学430分大学429分大学428分大学427分大学426分大学425分大学424分大学423分大学422分大学421分大学420分大学419分大学418分大学417分大学416分大学415分大学414分大学413分大学412分大学411分大学410分大学409分大学408分大学407分大学406分大学405分大学404分大学403分大学402分大学401分大学400分大学399分大学398分大学397分大学396分大学395分大学394分大学393分大学392分大学391分大学390分大学389分大学388分大学387分大学386分大学385分大学384分大学383分大学382分大学381分大学380分大学379分大学378分大学377分大学376分大学375分大学374分大学373分大学372分大学371分大学370分大学369分大学368分大学367分大学366分大学365分大学364分大学363分大学362分大学361分大学360分大学359分大学358分大学357分大学356分大学355分大学354分大学353分大学352分大学351分大学350分大学349分大学348分大学347分大学346分大学345分大学344分大学343分大学342分大学341分大学340分大学339分大学338分大学337分大学336分大学335分大学334分大学333分大学332分大学331分大学330分大学329分大学328分大学327分大学326分大学325分大学324分大学323分大学322分大学321分大学320分大学319分大学318分大学317分大学316分大学315分大学314分大学313分大学312分大学311分大学310分大学309分大学308分大学307分大学306分大学305分大学304分大学303分大学302分大学301分大学300分大学299分大学298分大学297分大学296分大学295分大学294分大学293分大学292分大学291分大学290分大学289分大学288分大学287分大学286分大学285分大学284分大学283分大学282分大学281分大学280分大学279分大学278分大学277分大学276分大学275分大学274分大学273分大学272分大学271分大学270分大学269分大学268分大学267分大学266分大学265分大学264分大学263分大学262分大学261分大学260分大学259分大学258分大学257分大学256分大学255分大学254分大学253分大学252分大学251分大学250分大学249分大学248分大学247分大学246分大学245分大学244分大学243分大学242分大学241分大学240分大学239分大学238分大学237分大学236分大学235分大学234分大学233分大学232分大学231分大学230分大学229分大学228分大学227分大学226分大学225分大学224分大学223分大学222分大学221分大学220分大学219分大学218分大学217分大学216分大学215分大学214分大学213分大学212分大学211分大学210分大学209分大学208分大学207分大学206分大学205分大学204分大学203分大学202分大学201分大学200分大学199分大学198分大学197分大学196分大学195分大学194分大学193分大学192分大学191分大学190分大学189分大学188分大学187分大学186分大学185分大学184分大学183分大学182分大学181分大学180分大学179分大学178分大学177分大学176分大学175分大学174分大学173分大学172分大学171分大学170分大学169分大学168分大学167分大学166分大学165分大学164分大学163分大学162分大学161分大学160分大学159分大学158分大学157分大学156分大学155分大学154分大学153分大学152分大学151分大学150分大学