大学入試化学「有機化合物の分類」覚えるべき官能基

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大学入試化学の有機化学について勉強しましょう。今日は有機化学の第一歩である「有機化合物の分類」について学習します。覚えるべき官能基なども紹介しますので、しっかりと覚えていきましょう。

有機化合物とは?

有機化合物とは、炭素原子をふくむ化合物のことをいいます。ただし次の化合物は単純なつくりなので有機化合物に含めません。

  • 炭素C
  • 一酸化炭素CO
  • 二酸化炭素CO2
  • 炭酸塩NaHCO3など
  • シアン化物NaCNなど

有機化合物に対して、炭素以外の元素からできている化合物を無機化合物といいます。

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有機化合物の特徴

有機化合物は炭素Cを骨格としてできている化合物ですので、次のような特徴があります。

  1. 構成元素の種類は少ない
    炭素C、水素H、酸素Oなどを中心に化合物がつくられます。
  2. 化合物の種類は非常に多い
    炭素の原子価は4と非常に結合の腕が多いので、鎖状や環状、二重結合、三重結合などさまざまな結合をつくります。
  3. 融点・沸点は低い
    有機化合物のほとんどが分子をつくります。結合の力が弱いので融点・沸点が低くなります。
  4. 完全燃焼すると二酸化炭素CO2と水H2Oを生じる。
    炭素Cの割合が多くなると完全燃焼しにくくなり、すすなどを生じます。
  5. 水に溶けにくく、エーテルなどの有機溶媒に溶けやすい
    極性を持たないものが多く、水に溶けにく性質があります。
  6. 反応のスピードが遅い
    それに対して中和などは瞬時に反応が起こります。

有機化合物の種類

有機化合物には非常に多くの種類があります。まずは、単結合だけでできている化合物か、二重結合三重結合を含むのかで分類します。

  • 飽和炭化水素…炭素骨格が単結合だけでできている。
  • 不飽和炭化水素…炭素骨格に二重結合三重結合が含まれている。

その他にも炭素骨格が鎖状になっているのか、環状になっているのかでも分類します。環状の構造を持っている場合には、環式炭化水素と言ったりもします。

鎖状 環状
脂肪族炭化水素 脂環式炭化水素 芳香族炭化水素
飽和炭化水素 アルカン(単結合のみ)  シクロアルカン(環状)
不飽和炭化水素 アルケン(二重結合あり)
アルキン(三重結合あり)
シクロアルケン  芳香族炭化水素
(ベンゼン環)

官能基とは?

官能基とは、化合物に特徴的な性質をもたらす原子、または原子団のことです。例えば、ヒドロキシ基OHが化合物につくとアルコールと呼ばれ、特徴的な性質が現れます。

覚えるべき官能基

官能基を覚えると、その化合物の化学的・物理的性質がおおよそわかります。次の官能基を覚えましょう。

官能基 名称 一般式
ヒドロキシ基 -OH アルコール(フェノール) R-OH
アルデヒド基 -CHO アルデヒド R-CHO
ケトン基 -CO- ケトン R-CO-R
カルボキシ基 -COOH カルボン酸 R-COOH
ニトロ基 -NO2 ニトロ化合物 R-NO2
アミノ基 -NH2 アミン R-NH2
スルホ基 -SO3H スルホン酸 R-SO3H
エーテル基 -O- エーテル R-O-R’
エステル基 -COO- エステル R-COO-R’
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