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有机化合物简称“有机物”。含碳化合物(注意:一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、金属碳化物、氰化物、碳化硅等除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。有机物是生命产生的物质基础。
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特点[编辑]
多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素,有些含氧,此外也常含有氮、硫、卤素、磷等。部分有机物来自植物界,但绝大多数是以石油、天然气、煤等作为原料,通过人工合成的方法制得。
和无机物相比,有机物数目众多,可达几百万种,而无机物目前只发现数十万种,因为有机化合物的碳原子的结合能力非常强,可以互相结合成碳链或碳环。碳原子数量可以是1、2个,也可以是几千、几万个,许多有机高分子化合物(聚合物)甚至可以有几十万个碳原子。此外,有机化合物中同分异构现象非常普遍,这也是有机化合物数目繁多的原因之一。
有机化合物除少数以外,一般都能燃烧。和无机物相比,它们的热稳定性比较差,电解质受热容易分解。有机物的熔点较低,一般不超过400℃。有机物的极性很弱,因此大多不溶于水。有机物之间的反应,大多是分子间的反应,往往需要一定的活化能,因此反应缓慢,往往需要加入催化剂等方法。而且有机物的反应比较复杂,在同样条件下,一个化合物往往可以同时进行几个不同的反应,生成不同的产物。
有机化合物一般密度小于2 g/cm^3,而无机化合物正好相反。在溶解性方面,有机化合物一般可溶于油,无机化合物则溶于水。
历史与命名[编辑]
“有机”这历史性名词,可追溯至19世纪,当时生机论者认为有机化合物只能以生物(life-force,vis vitalis)合成。此理论基于有机物与“无机”的基本分别,有机物是不能被非生命力合成的。但后来这理论被推翻,德国化学家弗里德里希·维勒以氰酸与氨水合成尿素(无机物合成有机物)。一般而言,有机化合物定义为化合物中有碳氢键而无机化合物则没有。因此碳酸(H2CO3)、二氧化碳是无机化合物,但是甲酸(又名蚁酸)(HCOOH,第一个脂肪酸)则是有机化合物。
共价键[编辑]
在有机物中,碳的化合价(原子价)都为4价,但在计算中(尤其是氧化还原反应)碳的氧化数被认为是不固定的。
有机物中普遍存在共价键。有机物发生反应时,就是一些共价键断裂,同时一些新的共价键生成。
分类[编辑]
按照碳链结合形式的不同,有机化合物基本可以分为:
- 脂肪族化合物(或开链族化合物):碳原子和碳原子之间形成一条开放的链的化合物,可以是直链也可以带支链;
- 碳环族化合物:碳原子连接成环状的化合物
- 杂环化合物:碳原子和碳原子之间形成一条封闭的环状链的化合物,但其中某些碳原子被其他元素的原子取代。