不飽和度的計算公式

　　不飽和度，又稱缺氫指數或者環(huán)加雙鍵指數，是有機物分子不飽和程度的量化標志，用希臘字母Ω表示，在有機化學中用來幫助畫化學結構，在推斷有機化合物結構時很有用。以下就是不飽和度計算公式

　　不飽和度公式可以幫助使用者確定要畫的化合物有多少個環(huán)、雙鍵、和叁鍵，但不能給出環(huán)或者雙鍵或者叁鍵各自的確切數目，而是環(huán)和雙鍵以及兩倍叁鍵(即叁鍵算2個不飽和度)的數目總和。最終結構需要借助于核磁共振(NMR)，質譜和紅外光譜(IR)以及其他的信息來確認。

　　1)從有機物分子結構計算不飽和度的方法

　　根據有機物分子結構計算，Ω=雙鍵數+三鍵數×2+環(huán)數

　　如苯:Ω=3+0×2+1=4 即苯可看成三個雙鍵和一個環(huán)的結構形式。

　　補充理解說明:

　　單鍵對不飽和度不產生影響，因此烷烴的不飽和度是0(所有原子均已飽和)。

　　一個雙鍵(烯烴、亞胺、羰基化合物等)貢獻1個不飽和度。

　　一個三鍵(炔烴、腈等)貢獻2個不飽和度。

　　一個環(huán)(如環(huán)烷烴)貢獻1個不飽和度。環(huán)烯烴貢獻2個不飽和度。

　　一個苯環(huán)貢獻4個不飽和度。

　　一個碳氧雙鍵貢獻1個不飽和度。

　　一個-NO2貢獻1個不飽和度。

　　例子:丙烯的不飽和度為1，乙炔的不飽和度為2，環(huán)己酮的不飽和度也為2。

　　2)從分子式計算不飽和度的方法

　　第一種方法為通用公式:

　　Ω=1+1/2∑Ni(Vi-2)

　　其中，Vi代表某元素的化合價的絕對值，Ni代表該種元素原子的數目，∑代表總和。這種方法適用于復雜的化合物。

　　第二種方法為只含碳、氫、氧、氮以及單價鹵素的計算公式:

　　Ω=C+1-(H-N)/2

　　其中，C代表碳原子的數目，H代表氫和鹵素原子的總數，N代表氮原子的數目，氧和其他二價原子對不飽和度計算沒有貢獻，故不需要考慮氧原子數。這種方法只適用于含碳、氫、單價鹵素、氮和氧的化合物。

　　第三種方法簡化為只含有碳C和氫H或者氧的化合物的計算公式:

　　Ω =(2C+2-H)/2

　　其中C和H分別是碳原子和氫原子的數目。這種方法適用于只含碳和氫或者氧的化合物。

　　補充理解說明:

　　(1)若有機物為含氧化合物，因為氧為二價，C=O與CH2"等效"，

　　如CH2=CH2(乙烯)、CH3CHO(乙醛)、CH3COOH(乙酸)的不飽和度Ω為1。

　　(2)有機物分子中的鹵素原子取代基，可視作氫原子計算不飽和度Ω。

　　如:C2H3Cl的Ω為1，其他基團如-NH2、-SO3H等都視為氫原子。

　　(3)碳的同素異形體，可將其視作氫原子數為0的烴。

　　如C60(足球烯，或者富勒烯，Buckminster fullerene)

　　(4)烷烴和烷基的不飽和度Ω=0

　　如CH4(甲烷)

　　(5)有機物分子中含有N、P等三價原子時，每增加1個三價原子，則等效為減少1個氫原子。

　　如，CH3NH2(氨基甲烷)的不飽和度Ω=0。

　　(6)C=C碳碳雙鍵的不飽和度Ω=1;碳碳叁鍵的不飽和度Ω=2。

　　(7)立體封閉有機物分子(多面體或籠狀結構)不飽和度的計算，其成環(huán)的不飽和度比面數少數1。

　　如立方烷面數為6，其不飽和度Ω=6-1=5

　　(8)對于烴的含氧衍生物(CnHmOz)，由于氫原子的最大值也是2n+2(如飽和一元醇CnH2n+2O)，所以其不飽和度也為零，依此類推，飽和一元醛(CnH2nO)，飽和一元羧酸(CnH2nO2)，由于含有一個碳氧雙鍵而比同碳數的飽和一元醇減少了2個氫原子，也可視為其不飽和度Ω=1。這樣，對于一個有機物分子--烴或烴的含氧衍生物，只要知道了其不飽和度，就能推斷出其可能的結構。即有下列關系:

　　若Ω=0，說明有機分子呈飽和鏈狀，分子中的碳氫原子以CnH2n+2(此為飽和烴分子式通式)關系存在。

　　若Ω=1，說明有機分子中含有一個雙鍵或一個環(huán)。

　　若Ω=2，說明有機分子中含有兩個雙鍵或一個三鍵或一個雙鍵一個環(huán)或兩個環(huán)。

　　若Ω≥4，說明有機分子中可能含有苯環(huán)(C6H6)。

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