有机化合物共价键数目的规律总结

王晓波

(内蒙古赤峰市林东第一中学 025450)

有机化学的学习是有规律可循的，在从事高中《有机化学基础》的教学过程中，发现很多有机物的知识点有必要列出专题，找出规律讲述给学生.共价键总数类型试题，在最近几年高考中频繁出现，现就烃及其衍生物分子中共价键数目的相关规律总结给各位学子和同仁们，敬请大家批评指正.

一、烃分子中共价键数目的规律

在有机烃分子CxHy中，其不饱和度为(2x-y+2)/2.而且在有机烃分子中双键和环分别相当于1个不饱和度，三键相当于2个不饱和度.有机烃分子中每引进一个不饱和度就相当于在分子组成上比饱和烷烃分子少了两个氢原子.因此据此可以推断分子的组成和结构.

在烷烃CnH2n+2分子中，每个烃分子中都含有2n+2个C—H键，[4n-(2n+2)]/2=n-1个C—C键，因此共含有3n+1个共价键.在组成上相差—CH2—个原子团的同系物中，其共价键数目的差别，请参看表1.

表1 烷烃及其同系物中碳原子数与共价键数关系

从表中数据分析，烷烃分子中，当其碳原子数为n时，共价键数为3n+1，其中极性共价键数为2n+2.

在烯烃(或环烷烃)CnH2n分子中，每个烃分子中都含有2n个C—H键，(4n-2n)/2=n个C—C键，因此共含有3n个共价键.在组成上相差—CH2—个原子团的同系物中，其共价键数目的差别，请参看表2.

表2 烯烃(或环烷烃)及其同系物中碳原子数与共价键数关系

从表中数据分析，烯烃(或环烷烃)分子中，当其分子中碳原子数为n时，共价键数为3n，其中极性共价键数为2n.

在炔烃(或二烯烃)CnH2n-2分子中，每个烃分子中都含有2n-2个C—H键，[4n-(2n-2)]/2=n+1个C—C键，因此共含有3n-1个共价键.在组成上相差—CH2—个原子团的同系物中，其共价键数目的差别，请参看表3.

表3 炔烃(或二烯烃)及其同系物中碳原子数与共价键数关系

从表中数据分析，炔烃(或二烯烃)分子中，当其分子中碳原子数为n时，共价键数为3n-1，其中极性共价键数为2n-2.

在苯及其同系物CnH2n-6分子中，每个烃分子中都含有2n-6个C—H键，[4n-(2n-6)]/2=n+3个C—C键，因此共含有3n-3个共价键.在组成上相差—CH2—个原子团的同系物中，其共价键数目的差别，请参看表4.

表4 苯及其同系物分子中碳原子数与共价键数关系

从表中数据分析，苯及其同系物分子中，当其分子中碳原子数为n时，共价键数为3n-3，其中极性共价键数为2n-6.

二、烃的衍生物分子中共价键数目的规律

分子式为CxHyXz的饱和一元卤代烃分子中，每个烃分子中都含有x-1个C—C键，y个C—H键，z个C—X键，因此共含有x+y+z-1个共价键.在组成上相差—CH2—个原子团的同系物中，其共价键数目，请参看表5.

表5 饱和一元卤代烃及其同系物分子(CnH2n+1X)中碳原子数与共价键数关系

从表中数据分析，饱和一元卤代烃分子中，当其碳原子数为n时，共价键数为3n+1，其中极性共价键数为2n+2.

CxHyOz的醇分子中含有x-1个C—C键、y-z个C—H键、z个C—O键和z个O—H键,因此总的共价键数目为x+y+z-1个.CxHyOz的醚分子中含有x-z-1个C—C键、y个C—H键、2z个C—O键,因此总的共价键数目为x+y+z-1个.在组成上相差—CH2—个原子团的同系物中，其共价键数目的差别，请参看表6.

表6 饱和一元醇、醚类分子(CnH2n+2O)中碳原子数与共价键数关系

从表6中数据分析，饱和一元醇、醚类有机分子中，当其碳原子数为n时，共价键数为3n+2，其中饱和一元醇类有机分子中极性共价键数为2n+3；饱和一元醚类有机分子中极性共价键数为2n+4.

CxHyOz的醛分子中含有x-1个C—C键、y个C—H键和2z个C—O键,因此总的共价键数目为x+y+2z-1个.CxHyOz的酮分子中含有x-1个C—C键、y个C—H键和2z个C—O键,因此总的共价键数目为x+y+2z-1个.

表7 饱和一元醛、酮类分子(CnH2nO)中碳原子数与共价键数关系

从表7中数据分析，饱和一元醛、酮类有机分子中，当其碳原子数为n时，共价键数为3n+1，其中极性共价键数为2n+2.

CxHyOz的羧酸分子中含有x-1个C—C键、y-2/z个C—H键、3z/2个C—O键和z/2个O—H键,因此总的共价键数目为x+y+3z/2-1个.CxHyOz的酯分子中含有x-z/2-1个C—C键、y个C—H键和2z个C—O键,因此总的共价键数目为x+y+3z/2-1个.

表8 饱和一元羧酸、酯类分子(CnH2nO2)中碳原子数与共价键数关系

从表8中数据分析，饱和一元羧酸、酯类有机分子中，当其碳原子数为n时，共价键数为3n+2，其中饱和一元羧酸类有机分子中极性共价键数为2n+3；饱和一元酯类有机分子中极性共价键数为2n+4.

CxHyOzNn的氨基酸分子中含有x-1个C—C键、y-2n-z/2个C—H键、3z/2个C—O键、n个C—N键、2n个N—H键和z/2个O—H键和因此总的共价键数目为x+y+n+3z/2-1个.

表9 氨基酸分子中碳原子数与共价键数关系

从表9中数据分析，氨基酸分子中，当其碳原子数为n时，共价键数为3n+4，其中极性共价键数为2n+5.

1.有机烃和烃的衍生物(含氧衍生物和氨基酸)分子中的碳原子数与共价键数目之间存在着等差比例的关系.

2.在有机烃分子CxHy中，每种烃分子中都含有y个C—H键，(4x-y)/2个C—C键，因此总的共价键数目为(4x+y)/2个.其中极性共价键为y个，故即有机烃分子中的极性共价键数目与其分子中氢原子数目是相同的.

3.在有机烃的衍生物分子CxHyOz中，至于分子中存在多少个C—H键、C—C键、C—O键和O—H键还是不能确定，只能通过分子式划分到具体哪一类物质，再进行推导计算，从而确定各种类共价键和总共价键的数目.分子中共价键数目还与碳原子数目存在一定的关系.

4.在氨基酸分子CxHyOzNn中，各种共价键均存在一定的关系.

5.有机化学规律性很强，每一类物质都存有一定的同性和规律，有待于学习时的归纳总结和整理.