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醇的物理和化学(繁体:學)性质 分子分为左旋和右旋,那么它们的物理和化学性质完全相同吗?

2025-02-14 02:20:31Open-SourceComputers

我想知道高中化学中烷、烯、炔、苯、卤代烃、醇、酚、醛各自的物理性质与化学性质,(如它们的官能团,能?高中阶段:烷:可以发生取代反应(和卤族单质,硝酸等),燃烧烯:可以发生取代反应(和卤族单质,硝酸等)

我想知道高中化学中烷、烯、炔、苯、卤代烃、醇、酚、醛各自的物理性质与化学性质,(如它们的官能团,能?

高中阶段:

烷:可以发生取代反应(和卤族单质,硝酸等),燃烧

烯:可以发生{pinyin:shēng}取代反应(和卤族单质,硝酸等),加成反应yīng (和氢气,卤族单质,卤化氢),氧(读:yǎng)化反应,燃烧

炔:可kě 以发生取代反应(和卤族单质,硝酸等),加成反应(和氢气,卤族单质,卤化氢),氧化huà 反应,燃烧

苯:可以发生取代反应[繁体:應](和卤族单质,硝害龚愤夹[繁:夾]莅蝗缝伟俯连酸等),加成反应(氢气),燃烧

卤代烃:可以发生取代反应(和卤族单质,硝酸等),水解反【pinyin:fǎn】应(属于[繁:於]取代反应),燃烧(大部分)

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醇:可以发生取代反应(和卤族单质,硝xiāo 酸【pinyin:suān】等),氧化反应,燃烧,和金属钠反应生成氢气

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酚:可以发生取代反应(和卤族单(繁体:單)质,硝酸等),加成反应世界杯,氧化反应,燃烧,和金属钠反应,弱酸性

醛:可以发生取代反应(大部分)(和卤族单质),硝酸等,还原反(读:fǎn)应,加成反应,氧《yǎng》化反应,燃烧【练:shāo】。

分子分为左旋和右旋,那么它们的物理和化学性质完全相同吗?

并不是任何类型的分子都有左旋和右旋的旋光性(在构型上也形象地称为“手性”),一般来说以碳为骨架的化合物容易产生旋光性(或手性),这跟碳四个价电子所构成四面体的构型有关。左旋和右旋分子的物理和化学性质不完全相同。

碳原子的四个价电子(读:zi)为碳基分子的构型提供了非常多的可能性,手性只是其中之一。分世界杯子的不同构型必然导致其物理化学性质的差异。

注:旋光性强调的是分子与光作用所表现的特性,而手性更多是从分子构型上讲的一种几何特征。这(繁:這)两者的内涵有所不bù 同,但对于某些分子(或者大多数分【练:fēn】子)来说这两个词就描述了同样的分子性质。本文主要探讨的是手性,也就是说从构型上来看。

上图:理想状态下有机碳原子之间的关系键角关系,这样的世界杯碳化合物的结构的碳中心是对称{繁:稱}的。但是如果有其他元素的原子加入到此分子结构当中来,而不同元素的电子作用不同,就会造成碳中心的偏移,使整个分子变得不对称。

手性

手性是某些分子和离子的一种几何特征。手性分子/离子在其镜像上是不可重叠的。不对称的碳中心的存在是有机和无机分子形成手性的原因。两种不同手性的分子互为对映体。

手性的不同会给有机分子带来不同的理化性质(L-左旋,D-右(读:yòu)旋),例如:

  • 人造甜味剂阿斯巴甜有两种对映体。 L-阿斯巴甜是甜味的,而D-阿斯巴甜则无味。

  • L-香芹酮闻起来像留兰香,而D-香芹酮闻起来像香菜。

  • 抗抑郁药西酞普兰以外消旋混合物形式#28左右旋各占一半#29出售。然而,研究表明,只有D-对映体有药效。

  • D-青霉胺用于治疗类风湿性关节炎,而L-青霉胺则具有毒性,因为它抑制吡哆醇(维生素B6)的作用。

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上图:各种各样的手性分子。顺时针:DNA、糖类、氨基酸、酶、碳纳米管、布洛芬、青霉素。

手性对于有机分子性质的影响

生物体内的许多活性分子都是有手性的,而且往往都偏向同一手性,这包括天然存在的氨基酸和糖类。地球生物体内的氨基酸都是左旋的,而糖类则基本上是右旋的。

生命分子存在手性,这毫不意外,因为这些高级的有机分子具有丰富的侧链结构,形成前述“不对称的碳中心”是(读:shì)很容易的。但为什么这些构成生物的有机分子的手性如此一致,而不是混【拼音:hùn】合手性或[读:huò]者全都是相反的手性呢?

上图:这是对生物选择单一手性分子的生化原理的一个《繁澳门博彩:個》简单易懂的图示。

生物学中有yǒu 机分子趋于同手性的根源,是个颇具争论的论题。大多数科学家认为,地球生命{pinyin:mìng}对手性的“选择”纯粹是随机的。诞生在宇宙其他地方的碳基生命,它们从化学理论上应该可能选择任一手性。某种手性占主导是一种生化分子的对称性破坏所致。

但也有人提出另【练:lìng】一种假说认为:地球形成早《zǎo》期环境中的氨基酸可能来自于彗星尘埃。而在彗星所经历的外太空环境中,圆极化辐射(占恒星辐射的17%)可能导致某一手性氨基酸的选择性破坏,从而产生选择偏差,最终使得地球上的所有生命都使用单一手性的有机分子来作为构建身体的基本材料。显然地球生命选择了左旋的氨基酸和右旋的糖类。例如脱氧核糖核酸#28DNA#29和核糖核酸#28RNA#29中的核酸单元就都是右旋的。(注:具有生物活性的DNA双螺旋结构大多是右旋的,包括A-DNA和B-DNA,但另一种Z-DNA则是左旋的)

酶也是有手性的,而通常与其匹配的底物也有两种对映体的区分(通俗地说,底物就是被酶催化的那个东西)。澳门新葡京可以把酶比作手套,如果这种手套是右手的,那么某种底物如果与酶的手性匹配,那么就能够被酶“握住”,从而迅速高效地开展生化过程,而不匹配的底物对映体将可能结合不良或者无法结合,因此相关生化路径无法走下去。酶【méi】的特性更限制了生命体利用不同手性分子的倾向。高活性的那种手性被生化进化过程所采纳。

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手性无机分子也有鲜明的物理【练:lǐ】化学性质差异,这里不再详述。

总结

分子手性源自于分子的不对称性,而有机分子的这种不对称性是非常普遍的,但生物体往往只选择其一,而不大喜欢混用。这与生物起源以及生化过程的对称性破坏有关系。这于是造就了在地球自然器普遍且巨大的手性的生物活性差异。

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