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1.
歷史? 多久的歷史?
以前會有人知道"有機物" 是有"分子結構" 的嗎?
現代有多種方法. 假設有一已提純的樣本, 可做的就多了:
- IR spectrometry 紅內線光譜測定.
分子中有不少的化學鍵, 不同的鍵有不同的物理特性 (強度, 極性, 共振頻率等), 而且會吸收特定波長的紅內線; 以已知頻率的紅內線照射樣本, 測定不同頻率各自的吸收程度, 從而推斷有機分子中含/不含甚麼的化學鍵.
- mass spectrometry 質譜測定.
用各類方法(例如加酸, 用高速電子撞, 用高速原子撞, 用高速離子撞, 接上極高電壓等) 對有機分子施加電荷, 然後以電場線性加速帶電分子(離子), 測量離子的速度/對磁場的反應/對電場的反應, 從而推斷原來的有機分子的質量.
也可以用其他原子撞擊高速移動的有機分子離子, 撞散之; 量度碎片的大小, 從而進一步推斷分子中原子的排列方式.
- XRF X-射線(晶體)繞射測試.
製造有機分子的晶體, 以X光光柱照射之, 再測量X光"照" 到原子後散開的分布, 從而推測各原子的存在及位置.
- NMR 核磁共振譜測定.
某一類的原子(例如氫-1, 碳-13, 磷-31 等) 會對特定的(強大)磁場有反應; 而反應的細節則取決於該原子附近有甚麼其他的原子. 透過量度各原子對磁場的反應, 可以推斷有機分子含有怎樣的分子團/官能基, 某些原子在分子中的相對位置.
還有很多很多的方法. 以上有些在高中會教, 有些到大學化學系才會學到.
2.
Me 是甲基, -CH3, methyl.
懶, 而且在某些情況下不太重要, 所以簡寫.
類似的有Et (乙基, -CH2CH3, ethyl); Ph (苯基, -C6H5, phenyl); Bz (苄基, -CH2-C6H5, benzyl) 等.
(=O) 會在分子式中目到, 是指有雙鍵連著的氧.
例如CH3C(=O)CH3, 是指
Ｈ
｜
Ｈ－Ｃ－Ｈ
｜
Ｃ＝Ｏ
｜
Ｈ－Ｃ－Ｈ
｜
Ｈ
為了清楚表明原子間的鍵結, 故這樣寫.
3.
不只是碳才可以, 矽-氧也可以: O-Si-O-Si-O-Si-O-Si-O-Si- ....
"C=O 鍵比C-O 鍵穩定, 但Si-O 鍵比Si=O 鍵穩定" ---- 最簡單來說, 就是這樣了.
4.
不對, 不是氮被奪走了電子, 而是有些帶正電荷的離子走過來"黐飲黐食", 分享(本來不屬於它的) 電子對罷了.
以氨 NH3 為例, 最外層有八個電子, 三個是自帶的, 三個是氫原子帶來的, 總共生成了三個N-H 單鍵, 六粒電子; 另外還有兩粒"私伙", 收埋一二邊做孤偶電子對.
一日, 來了一粒氫離子 (H+), 見氮有一對帶負電的電子, 緊係唔執輸, 就不分由說埋位, 同氮生成多一個N-H 單鍵, 等自己睇落都有兩粒(同氮共用的) 電子.
氮就慘咯, 自己名義上都仲有八粒電子, 但無啦啦俾人上位, 攪到成粒銨離子(NH4+) 要一齊孭飛, 背負住外來氫離子本身的正電荷.
故事講完. 理論上, 只要某原子帶有孤偶電子對, 就可以吸引其他帶正電的離子團, 形成這樣的化學鍵 (配位共價鍵); 仍要視乎分子/離子的狀態, 氟/硫 比較大機會做到.
2012-02-21 04:37:07 補充：
0.
氨與胺有甚麼顯著的分別嘛! 你要有機, 行, 三乙胺 triethylamine (CH3CH2)3N: 好了不?
1.
"看不懂" 也能看這麼多反應, 我還真是慚愧哩; CO2 和SiO2, Me 和=O 都未搞清楚就搞有機合成? 進程不尋常吧?
.... 算了, 我現在攻所研究的不是有機化學/合成化學, 只能盡人事了.
2012-02-21 04:43:52 補充：
"反應是甚麼一回事", 我還真是不曉得你問甚麼, 自然也不曉得要答甚麼.
第一個反應中產生了碳陽離子 carbocation. 你看到N上帶正, 其實還有另一<共振結構>, 是N旁的C帶正, 然後C=N 用C-N 取代.
看共振結構, 首先要學會電子軌域 (electronic) orbitals, 然後要會反應機理 reaction mechanism, 尤其是以單箭號/全箭號代表電子(可能)的走向.
2012-02-21 04:50:37 補充：
然後應該要懂nucleophilic substitution reaction 親核取代反應.... 之類的反應機理.
以我所知, 如今DSE 化學有一大半不教了; 我估計你的程度最高只是DSE 中階, 遑論AL 課程(而且只是最"新"的課程了); 別說我不熟悉, 就算我能說出來, 你也未必能搞明白發生怎麼回事.
2.3. 同理.
2012-02-21 04:54:01 補充：
carbocation: 碳陽離子, 尤指正電荷在碳原子上的離子,
例如1-碘-2-甲基丙烷 1-iodo-2-methylpropane 上的C-I 鍵斷裂, 電子對聚於碘而形成碘離子, 同時碳少了電子, 形成
Ｃ
｜
Ｃ－Ｃ＋
｜
Ｃ
的樣子.
2012-02-21 04:59:01 補充：
alpha-, beta-, gamma-, delta- ...
是以前一種標示相對位置的方法.
例如第一個反應中N帶正電, 然後鄰接的第一個原子的位置叫alpha-, 再旁邊一個叫beta-, 如此類推.
例如日常所見的胺基酸, 在羧基 -COOH 旁的物一個碳原子上接了-NH2, 就叫alpha-amino acid:
Ｈ２Ｎ－Ｃ－ＣＯＯＨ
如果是第二個碳才接-NH2, 就叫beta-amino acid:
Ｈ２Ｎ－Ｃ－Ｃ－ＣＯＯＨ
2012-02-21 05:02:58 補充：
又如百福豆腐用作凝固劑的葡萄糖酸-delta-內酯, 是指從葡萄糖酸末位的-COOH 開始數, 第四個碳上的-OH 與-COOH 反應, 應成(環狀) 酯類化合物.
＊
Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－Ｃ－ＣＯＯＨ
｜ ｜ ｜ ｜ ｜
Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ
Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ Ｈ
2012-02-21 05:08:53 補充：
stabilization: 碳化合物本來不是尋常的陽離子, 不易生成; 需要使陽離子比較穩定, 反應才是可進行的.
C(+) 旁的N 有孤偶電子對, 可以"捐" 給C(+) 並形成配位共價鍵, 使正電荷可以分散, 減低陽離子的化學活性; 原理跟NH3 + H(+) 很相似.
resonance: 暫且當成"電子走位的一種方式" 理解吧. 沒學過spdf 和電子軌域混成 hybridization 是沒辦法說得清的.
