有機(jī)物的物理性質(zhì)規(guī)律

1、有機(jī)物的物理性質(zhì)規(guī)律劉春亮有機(jī)物的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)同等重要，且“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”不僅表現(xiàn)在化學(xué)性質(zhì)中，同時(shí)也體現(xiàn)在某些物理性質(zhì)上。有機(jī)物一些物理性質(zhì)存在著內(nèi)在規(guī)律，如果抓住其中的規(guī)律，可以更好地認(rèn)識(shí)有機(jī)物。一、熔沸點(diǎn)有機(jī)物微粒間的作用是分子間作用力，分子間的作用力比較小，因此烴的熔沸點(diǎn)比較低。對(duì)于同系物，隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加，分子間作用力增大，因此同系物的熔沸點(diǎn)隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高。1. 烴、鹵代烴及醛各種烴的同系物、鹵代烴及醛的熔沸點(diǎn)隨著分子中碳原子數(shù)的增加而升高。如：、都是烷烴，熔沸點(diǎn)的高低順序?yàn)椋?；都是烯烴，熔沸點(diǎn)的高低順序?yàn)椋?；再有，等。同?lèi)型的同分異構(gòu)體之間，

2、主鏈上碳原子數(shù)目越多，烴的熔沸點(diǎn)越高；支鏈數(shù)目越多，空間位置越對(duì)稱，熔沸點(diǎn)越低。如。例1：下列物質(zhì)的沸點(diǎn)按由高到低的順序排列正確的是（ ）A. B. C. D. 答案：A2. 醇由于分子中含有OH，醇分子之間存在氫鍵，分子間的作用力較一般的分子間作用力強(qiáng)，因此與相對(duì)分子質(zhì)量相近的烴比較，醇的熔沸點(diǎn)高的多，如的沸點(diǎn)為78，的沸點(diǎn)為42，的沸點(diǎn)為48。影響醇的沸點(diǎn)的因素有：（1）分子中OH個(gè)數(shù)的多少：OH個(gè)數(shù)越多，沸點(diǎn)越高。如乙醇的沸點(diǎn)為78，乙二醇的沸點(diǎn)為179。（2）分子中碳原子個(gè)數(shù)的多少：碳原子數(shù)越多，沸點(diǎn)越高。如甲醇的沸點(diǎn)為65，乙醇的沸點(diǎn)為78。3. 羧酸羧酸分子中含有COOH，分子之間

3、存在氫鍵，不僅羧酸分子間羥基氧和羥基氫之間存在氫鍵，而且羧酸分子間羰基氧和羥基氫之間也存在氫鍵，因此羧酸分子之間形成氫鍵的機(jī)會(huì)比相對(duì)分子質(zhì)量相近的醇多，因此羧酸的沸點(diǎn)比相對(duì)分子質(zhì)量相近的醇的沸點(diǎn)高，如1丙醇的沸點(diǎn)為97.4，乙酸的沸點(diǎn)為118。影響羧酸的沸點(diǎn)的因素有：（1）分子中羧基的個(gè)數(shù)：羧基的個(gè)數(shù)越多，羧酸的沸點(diǎn)越高；（2）分子中碳原子的個(gè)數(shù)：碳原子的個(gè)數(shù)越多，羧酸的沸點(diǎn)越高。二、狀態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)與熔沸點(diǎn)密切相關(guān)，都決定于分子間作用力的大小。由于有機(jī)物大都為大分子（相對(duì)無(wú)機(jī)物來(lái)說(shuō)），所以有機(jī)物分子間引力較大，因此一般情況下呈液態(tài)和固態(tài)，只有少部分小分子的有機(jī)物呈氣態(tài)。1. 隨著分子中碳原子數(shù)

4、的增多，烴由氣態(tài)經(jīng)液態(tài)到固態(tài)。分子中含有14個(gè)碳原子的烴一般為氣態(tài)，516個(gè)碳原子的烴一般為液態(tài)，17個(gè)以上的為固態(tài)。如通常狀況下、呈氣態(tài)，苯及苯的同系物一般呈液態(tài)，大多數(shù)呈固態(tài)。2. 醇類(lèi)、羧酸類(lèi)物質(zhì)中由于含有OH，分子之間存在氫鍵，所以醇類(lèi)、羧酸類(lèi)物質(zhì)分子中碳原子較少的，在通常狀況下呈液態(tài)，分子中碳原子較多的呈固態(tài)，如：甲醇、乙醇、甲酸和乙酸等呈液態(tài)。3. 醛類(lèi)通常狀況下除碳原子數(shù)較少的甲醛呈氣態(tài)、乙醛等幾種醛呈液態(tài)外，相對(duì)分子質(zhì)量大于100的醛一般呈固態(tài)。4. 酯類(lèi)通常狀況下一般分子中碳原子數(shù)較少的酯呈液態(tài)，其余都呈固態(tài)。5. 苯酚及其同系物由于含有OH，且苯環(huán)相對(duì)分子質(zhì)量較大，故通常狀

5、況下此類(lèi)物質(zhì)呈固態(tài)。三、密度烴的密度一般隨碳原子數(shù)的增多而增大；一氯代烷的相對(duì)密度隨著碳原子數(shù)的增加而減小。注意：1. 通常氣態(tài)有機(jī)物的密度與空氣相比，相對(duì)分子質(zhì)量大于29的，比空氣的密度大。2. 通常液態(tài)有機(jī)物與水相比：（1）密度比水小的有烴、酯、一氯代烴、一元醇、醛、酮、高級(jí)脂肪酸等；（2）密度比水大的有溴代烴、硝基苯、四氯化碳、氯仿、乙二醇、丙三醇等。四、溶解性研究有機(jī)物的溶解性時(shí)，常將有機(jī)物分子的基團(tuán)分為憎水基和親水基：具有不溶于水的性質(zhì)或?qū)λ疅o(wú)吸引力的基團(tuán)，稱為憎水基團(tuán)；具有溶于水的性質(zhì)或?qū)λ形Φ幕鶊F(tuán)，稱為親水基團(tuán)。有機(jī)物的溶解性由分子中親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)的溶解性決定。1. 官

6、能團(tuán)的溶解性（1）易溶于水的基團(tuán)（即親水基團(tuán)）有：OH、CHO、COOH、NH2。（2）難溶于水的基團(tuán)（即憎水基團(tuán)）有：所有的烴基（如、CH=CH2、C6H5等）、鹵原子（X）、硝基（NO2）等。2. 分子中親水基團(tuán)與憎水基團(tuán)的比例影響物質(zhì)的溶解性（1）當(dāng)官能團(tuán)的個(gè)數(shù)相同時(shí)，隨著烴基（憎水基團(tuán)）碳原子數(shù)目的增大，溶解性逐漸降低，如溶解性：>（一般地，碳原子個(gè)數(shù)大于5的醇難溶于水）；再如，分子中碳原子數(shù)在4以下的羧酸與水互溶，隨著分子中碳鏈的增長(zhǎng)，在水中的溶解度迅速減小，直至與相對(duì)分子質(zhì)量相近的烷烴的溶解度相近。（2）當(dāng)烴基中碳原子數(shù)相同時(shí)，親水基團(tuán)的個(gè)數(shù)越多，物質(zhì)的溶解性越強(qiáng)。如溶解性：

7、。（3）當(dāng)親水基團(tuán)與憎水基團(tuán)對(duì)溶解性的影響大致相同時(shí)，物質(zhì)微溶于水。例如，常見(jiàn)的微溶于水的物質(zhì)有：苯酚、苯胺、苯甲酸、正戊醇（上述物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式中“”左邊的為憎水基團(tuán)，右邊的為親水基團(tuán)）。（4）由兩種憎水基團(tuán)組成的物質(zhì)，一定難溶于水。例如，鹵代烴RX、硝基化合物R均為憎水基團(tuán)，故均難溶于水。3. 有機(jī)物在汽油、苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑中的溶解性與在水中相反。如乙醇是由較小憎水基團(tuán)和親水基團(tuán)OH構(gòu)成，所以乙醇易溶于水，同時(shí)因含有憎水基團(tuán)，所以也必定溶于四氯化碳等有機(jī)溶劑中。其他醇類(lèi)物質(zhì)由于都含有親水基團(tuán)OH，小分子都溶于水，但在水中的溶解度隨著憎水基團(tuán)的不斷增大而逐漸減小，在四氯化碳等有機(jī)溶劑中的

8、溶解度則逐漸增大。例2：現(xiàn)有三組混合液：（1）甲酸乙酯和乙酸鈉；（2）乙醇和丁醇；（3）溴化鈉和單質(zhì)溴的水溶液，分離以上各混合液的正確方法依次是（ ）A. 分液、萃取、蒸餾B. 萃取、分液、蒸餾C. 萃取、蒸餾、分液D. 分液、蒸餾、萃取分析：（1）甲酸乙酯不溶于水，乙酸鈉易溶于水，二者的混合液可用分液法分離；（2）乙醇和丁醇混溶，但二者的沸點(diǎn)不同，可用蒸餾法分離；（3）溴化鈉易溶于水而難溶于有機(jī)溶劑，溴不易溶于水而易溶于有機(jī)溶劑，可用萃取法分離。答案為D項(xiàng)。另外，有機(jī)物的物理性質(zhì)還有顏色、氣味等。中學(xué)化學(xué)中接觸到的小分子有機(jī)物或小分子有機(jī)物的混合物絕大多數(shù)為無(wú)色，只有少數(shù)有顏色，如石油為棕黑色，三硝基甲苯（TNT）為淡