1.乙醇的结构、性质
(1)乙醇的分子结构和物理性质
乙醇的分子式为C2H6O,结构简式为CH3CH2OH,其分子可以看成乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成乙基取代了水分子中的一个氢原子。乙醇是一种极性分子,分子间可以形成氢键,与水可以任意比混溶,且其溶液浓度愈大,密度愈小。乙醇分子中乙基与有机物会产生较强的相互作用,羟基与无机物也会产生较强的相互作用,因此乙醇是一种能溶解许多有机物和无机物的良好的极性溶剂。
(2)乙醇化学性质与断键位置
例1.乙醇分子中不同的化学键如下图所示:
关于乙醇在各种不同反应中断键的说法不正确的是 ( )
A.和金属钠反应键①断裂 B.在Ag催化下和O2反应键①③断裂
C.和浓硫酸共热140℃时,仅键②断裂 D.和浓硫酸共热170℃ 时,键② ⑤ 断裂
解析:考查乙醇化学性质与断键位置。A选项乙醇与钠反应生成乙醇钠,是乙醇羟基中O-H键断裂,故是正确的。B选项是乙醇氧化为乙醛,断键为①和③,也是正确的。C选项是乙醇发生分子间脱水生成醚,应断键①和②,故是错误的。D选项是乙醇发生消去反应生成乙烯和水,是②和⑤键断裂,也是正确的。
答案:C
点拨:只断①键时,发生与活泼金属的反应(电离)或酯化反应;只断②键时,发生与HX等的取代反应;①②同时断,发生分子间的脱水反应生成乙醚;②④同时断,发生分子内脱水(消去)反应生成乙烯;①③同时断,发生脱氢(氧化)反应生成乙醛。
2.醇的概念和分类
⑴概念:醇是烃分子中饱和碳原子上的氢原子被羟基取代的化合物
⑵通式:饱和一元醇的通式为CnH2n+2O或CnH2n+1OH,一元醇的通式可简写为R-OH。
⑶分类:
①根据醇分子中羟基数目的多少,醇可分为一元醇、二元醇和多元醇,如,CH3CH2OH、
HOCH2CH2OH、HOCH2CHOHCH2OH分别是一元醇、二元醇和三元醇;
②根据醇分子中烃基的种类,醇可分为脂肪醇、脂环醇和芳香醇;
③根据醇分子中烃基是否饱和,醇可分为饱和醇和不饱和醇。
⑷物理性质:
①低级的饱和一元醇为无色中性液体,具有特殊的气味和辛辣味道,甲醇、乙醇和丙醇能与水以任意比混溶;含4~11个C的醇为油状液体,可部分地溶于水;含12个C以上的醇为无色无味的蜡状固体,不溶于水。
②同系物中醇的沸点随分子里碳原子数的递增而逐渐升高。
③碳链结构相同的醇与氯代烷相比,醇的沸点较高,醇的沸点也高于对应的烷烃,如,乙醇的沸点为78.5 ℃,氯乙烷的沸点为12.27 ℃,乙烷的沸点为-88.6 ℃。
④醇的相对密度均小于1。
⑸饱和一元醇的同分异构现象和命名
A.饱和一元醇的同分异构现象有两种:碳链异构和羟基的位置异构.
例如:丁醇的醇类同分异构体有四种:①CH3—CH2—CH2—CH2OH其中①和②、③和④是羟基的位置异构,①与③、②与④则是碳 链异构(也称碳架异构).
B.用系统命名法命名饱和一元醇的步骤是:
①选择羟基所在的碳原子在内的最长碳链为主链;
②选择距羟基所在碳原子最近的一端为起点给碳原子编号;
③把支链写在羟基位置的前面(其余规律与烷烃相同),最后写上某醇.
例如:
⑹其他重要的醇
①甲醇: 甲醇有毒,人饮用约10 mL就能使眼睛失明,再多则能致死。工业酒精中往往甲醇含量较高,是不能兑制成白酒饮用的。
②乙二醇和丙三醇:
乙二醇和丙三醇都是无色、黏稠、有甜味的液体。乙二醇易溶于水和乙醇,丙三醇吸湿性强,能跟水、酒精以任意比混溶。它们都是重要的化工原料。此外,乙二醇和丙三醇的水溶液具有较低的熔点,常被用作抗冻剂,它们还被用作食品的甜味添加剂,丙三醇还有护肤作用,俗称甘油,且丙三醇还可用于制备硝化甘油炸药。
例2. 写出戊醇C5H9OH的异构体的结构简式,并用系统命名法命名。
解析:饱和一元醇的同分异构现象有两种:碳链异构和羟基的位置异构.用系统命名法命名饱和一元醇的步骤是:①选择羟基所在的碳原子在内的最长碳链为主链;②选择距羟基所在碳原子最近的一端为起点给碳原子编号;③把支链写在羟基位酌的前面(其余规律与烷烃相同),最后写上某醇.
答案: 1-戊醇 2-戊醇 3-戊醇
2-甲基-1-丁醇 3-甲基-1-丁醇 2-甲基-2-丁醇
3-甲基-2-丁醇 2,2-二甲基-1-丙醇
点拨:写醇(包括其它烃的衍生物)的同分异构体时,既要考虑碳链异构,又要考虑位置异构,同时还要注意避免重复。烃的衍生物同分异构体的书写:烃的衍生物看成烃分子中的氢原子“H”被其它原子或原子团取代后的生成物,写同分异构体时,先写出相应的烃,再按对称性原则,考虑被取代的氢“H”的种类,即为相应的烃的衍生物的同分异构体的种类。其步骤:找出对称中心,区别等位碳氢,取代由心到边,定一动一推明。
3.醇的消去和氧化反应规律
醇的化学性质与乙醇相似,可发生①与活泼金属反应;②消去反应;③取代反应等;④氧化反应(燃烧、
催化氧化、被酸性KMnO4溶液氧化等)。
注意:①醇发生消去反应必须“邻碳有氢”; ②醇发生氧化反应必须“本碳有氢”,且羟基所在的碳
(即本碳)上有3个或2个H时,氧化成醛;有1个H时,氧化成酮;没有H不能氧化。
Ⅰ.氧化反应
①燃烧反应