有機概念中的幾個“是不是”

錢勝+李有勝

摘要：概念教學是化學教學的重要組成部分。有機物種類繁多、概念復雜，使得教師的教學和學生的學習都存在一定困難，把握清楚一些概念的內涵和外延就顯得猶為重要。文章將以“是”與“不是”為視角來分析幾個常見有機概念。

關鍵詞：有機概念；教學

文章編號：1008-0546（2014）11-0076-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.028

由于碳元素的特殊性，導致由其組成的有機物種類繁多，結構復雜，它們之間的轉化也極其獨特而美妙。在紛繁而有序的物質世界中，有機物扮演著極其重要的角色。對于初學者，掌握有機物的概念、厘清有機物的相互關系，從而提綱挈領地掌握各類有機物的特性顯得尤為重要。但在日常教學中，我們常碰到一些“說不清”、“道不明”的概念，成為教學的盲點和死角，長期沒有統一的說法。下面筆者想結合自己的教學實際，并通過廣泛查閱資料，來談談我們對一些概念的理解，以供同行參考。

一、環烷烴是不是飽和烴？

現行人教版教材《化學2》第62面中對飽和烴的定義是：這些烴分子中碳原子之間都以碳碳單鍵結合成鏈狀，剩余價鍵均與氫原子結合，使每個碳原子的化合價都達到“飽和”。這樣的烴叫做飽和烴，也稱為烷烴。現行蘇教版教材《化學2》第61面中講到：在甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分子中，碳原子都以碳碳單鍵相連，其余的價鍵均用于與氫原子結合，達到“飽和”，這一系列化合物稱為烷烴。魯科版中也有類似敘述。

由此可見，鏈狀（包括直鏈和含有支鏈）的烷烴一定是飽和烴，但各種文獻中對環烷烴是不是飽和烴卻語焉不詳。

據查《有機化學》（第六版）第78面中講到：含三元環和四元環的環烷烴，由于碳環結構具有類似烯烴的不飽和性的特點，碳環容易開裂，形成相應的鏈狀化合物，如環丙烷在一定條件下可與氫氣、鹵素單質、鹵化氫發生加成反應。環丙烷在室溫下與氯反應生成1，3-二氯丙烷的開環反應為：

再通過有機物不飽和度的計算方法，還可以算出環烷烴都有一定數值的不飽和度。再看人教版教材定義中的“碳碳單鍵結合成鏈狀”，其中僅限于“鏈狀”，也隱約說明了環烷烴的不飽和性。

同時，我們應當認識到問題的復雜性，在“開環反應”同一頁文獻中還講到：不是所有的環烷烴都能發生開環反應，如相同條件下環戊烷和環已烷并不發生開環的加成反應。但筆者認為，不發生開環反應并不說明環戊烷和環已烷是飽和烴，只因它們是化學性質比較穩定的不飽和烴而已。

綜上所述，我們認為環烷烴具有一定的不飽和度，可以看作不飽和烴。

二、同一分子內生成環酯是不是取代反應？

在現行人教版《化學2》第62面中對于取代反應的定義是：有機物分子里的某些原子或原子團被其他原子或原子團替代的反應叫做取代反應。其他版本的教材中也有類似的定義。

中學階段，典型的取代反應有甲烷與氯氣在光照條件下反應、乙醇與鹵化氫反應等。而乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的酯化反應，也無可爭議地被認為是取代反應。但有人提出：如果同一分子中同時含有的羥基和羧基之間直接脫水，形成環酯的反應是不是取代反應？這一問題引發了廣泛的爭議。

認為是的理由：這類反應可以看作分子中羥基里的氫原子（或羧基里的羥基）被其他的原子或原子團取代，所以是取代反應。認為不是的理由：“某些原子或原子團被其他原子或原子團替代”中的“其他”應該來自別的反應物，而不應當是反應物自身，所以不是取代反應。

筆者認為：無論其他的原子或原子團是來自其他反應物，抑或同一分子，都沒有改變原子或原子團被替代的事實，所以同一分子內生成環酯認為是取代反應更為科學。

三、聚氯乙烯是不是鹵代烴？

鹵代烴的定義為：烴分子中的氫原子被鹵素原子取代后的化合物。要討論聚氯乙烯是不是鹵代烴，可類比聚乙烯是不是烴的問題。

在邢其毅編寫的教材《基礎有機化學》第3版第29頁中講到：由碳、氫兩種原子組成的化合物叫做烴。筆者認為無論是簡單的烴類還是烴的聚合物，都由碳、氫兩種原子組成，所以都應該叫做烴類。

由此類推：既然氯乙烯是鹵代烴，聚氯乙烯也應當是鹵代烴。推而廣之，由鹵代烴加聚而成的聚合物都應當屬于鹵代烴。

四、聚乙烯等是不是一定為線型高分子？

現行人教版教材《選修5》第101頁在介紹加聚反應形成高分子列舉了聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，易得出由加聚反應形成的高分子是線型高分子的結論。在第105頁圖5-3的說明中有“線型結構的聚乙烯可以用物理方法將其轉變為網狀結構的聚乙烯，以增加強度”的說法，即有線型結構可以轉變成體型結構。

在顧雪蓉、陸云主編的《高分子科學基礎》第1版第14頁中講到：在聚乙烯等加聚反應過程中，由于發生鏈轉移反應能導致產生支化高分子。在聚合反應中混有少量丁烯、戊烯等，則可由于單體在鏈節中自有的結構形成支鏈而支化。若在聚合反應中混有丁二烯等，則二烯烴單體第二個雙鍵活化參與聚合導致形成交聯高分子。交聯程度不同，高分子的性能也不同。當交聯度不太高時，高分子能在溶劑中溶脹；當交聯度較高時，則成為機械強度高、硬而脆的高分子。顯然前者屬于線型高分子或支鏈型高分子，而后者已是體型高分子。

筆者認為：若參與加聚反應的單體只有單烯烴，無論是否發生鏈轉移，由于每個單體只有兩個活性端（官能度），則只能形成線型高分子（或支鏈型高分子）。鏈轉移只能改變高分子的支化程度，不能增加一條高分子鏈與另一條高分子鏈的共價鍵作用。若參與加聚反應的單體中含有二烯烴且較多時，則由于其中二烯烴單體的第二個雙鍵參與聚合而能形成體型高分子，可認為二烯烴在聚合反應中有四個活性端（官能度），從而使單體的平均活性端（官能度）大于2，單體平均活性端（官能度）越大，越易形成體型高分子。endprint

五、酚醛樹脂是不是體型高分子？

現行人教版教材《選修5》第107頁介紹酚醛樹脂（苯酚與甲醛）：在酸催化下，等物質的量的苯酚與甲醛反應，苯酚鄰位或對位的氫原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后再相互脫水縮合成線型結構高分子。在堿催化下，過量或等量的甲醛與苯酚生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，然后繼續脫水縮合就可以生成網狀結構（體型結構）的高分子。

筆者查閱顧雪蓉、陸云主編的《高分子科學基礎》第1版第195-196頁中講到：由酚（苯酚、間苯二酚等）與醛（甲醛、糠醛等）在酸或堿催化下，通過反復逐步的加成縮合反應最終成為熱固性聚合物。在酸催化下制得分子量幾百的線型樹脂及在堿催化下生成的多羥甲基酚都是工業生產的預聚物，再加入填料及顏料等助劑，在線型樹脂中還需加入甲醛及堿，最終縮合成體型高分子。

由于酚醛樹脂原料易得、加工工藝簡單，價格低廉，具有突出的耐熱性、良好的電絕緣性和機械強度而使其成為第一個進行工業生產的合成樹脂。由此可見，廣泛應用的酚醛樹脂都是體型高分子。但筆者認為：酚醛樹脂從概念上理解即為酚類物質與醛類物質通過加成縮合而成，苯酚及間苯二酚由于羥基的致活效應使得苯環上都有三個活性端（官能度），從而易形成體型高分子。若酚羥基鄰、對位被其他基團占據，如： ，則苯環上只有兩個活性端（官能度），則只能形成線型高分子。若酚羥基鄰、對位被占

據過多，如： ，則無法進行縮聚反

應形成高子分了。

由此筆者認為，形成線型高分子還是體型高分子與單體的結構密切相關。若單體中有較多的活性端（官能度）大于2的單體，則可形成體型高分子，若每個單體均只有2個活性端（官能度），則只能形成線型高分子或支鏈型高分子了。

參考文獻

[1] 邢其毅.基礎有機化學[M].北京：高等教育出版社，2005：29

[2] 宋心琦，王晶主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學2[M].北京：人民教育出版社，2010：62

[3] 王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學2[M].南京：江蘇教育出版社，2009：61

[4] 倪沛洲主編.有機化學[M].北京：人民衛生出版社，2008：78

[5] 宋心琦，王晶主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學選修5[M].北京：人民教育出版社，2007：101，105-108

[6] 顧雪蓉，陸云主編.高分子科學基礎[M].北京：化學工業出版社，2003：14，195-196endprint

五、酚醛樹脂是不是體型高分子？

現行人教版教材《選修5》第107頁介紹酚醛樹脂（苯酚與甲醛）：在酸催化下，等物質的量的苯酚與甲醛反應，苯酚鄰位或對位的氫原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后再相互脫水縮合成線型結構高分子。在堿催化下，過量或等量的甲醛與苯酚生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，然后繼續脫水縮合就可以生成網狀結構（體型結構）的高分子。

筆者查閱顧雪蓉、陸云主編的《高分子科學基礎》第1版第195-196頁中講到：由酚（苯酚、間苯二酚等）與醛（甲醛、糠醛等）在酸或堿催化下，通過反復逐步的加成縮合反應最終成為熱固性聚合物。在酸催化下制得分子量幾百的線型樹脂及在堿催化下生成的多羥甲基酚都是工業生產的預聚物，再加入填料及顏料等助劑，在線型樹脂中還需加入甲醛及堿，最終縮合成體型高分子。

由于酚醛樹脂原料易得、加工工藝簡單，價格低廉，具有突出的耐熱性、良好的電絕緣性和機械強度而使其成為第一個進行工業生產的合成樹脂。由此可見，廣泛應用的酚醛樹脂都是體型高分子。但筆者認為：酚醛樹脂從概念上理解即為酚類物質與醛類物質通過加成縮合而成，苯酚及間苯二酚由于羥基的致活效應使得苯環上都有三個活性端（官能度），從而易形成體型高分子。若酚羥基鄰、對位被其他基團占據，如： ，則苯環上只有兩個活性端（官能度），則只能形成線型高分子。若酚羥基鄰、對位被占

據過多，如： ，則無法進行縮聚反

應形成高子分了。

由此筆者認為，形成線型高分子還是體型高分子與單體的結構密切相關。若單體中有較多的活性端（官能度）大于2的單體，則可形成體型高分子，若每個單體均只有2個活性端（官能度），則只能形成線型高分子或支鏈型高分子了。

參考文獻

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[6] 顧雪蓉，陸云主編.高分子科學基礎[M].北京：化學工業出版社，2003：14，195-196endprint

五、酚醛樹脂是不是體型高分子？

現行人教版教材《選修5》第107頁介紹酚醛樹脂（苯酚與甲醛）：在酸催化下，等物質的量的苯酚與甲醛反應，苯酚鄰位或對位的氫原子與甲醛的羰基加成生成羥甲基苯酚，然后再相互脫水縮合成線型結構高分子。在堿催化下，過量或等量的甲醛與苯酚生成羥甲基苯酚、二羥甲基苯酚、三羥甲基苯酚等，然后繼續脫水縮合就可以生成網狀結構（體型結構）的高分子。

筆者查閱顧雪蓉、陸云主編的《高分子科學基礎》第1版第195-196頁中講到：由酚（苯酚、間苯二酚等）與醛（甲醛、糠醛等）在酸或堿催化下，通過反復逐步的加成縮合反應最終成為熱固性聚合物。在酸催化下制得分子量幾百的線型樹脂及在堿催化下生成的多羥甲基酚都是工業生產的預聚物，再加入填料及顏料等助劑，在線型樹脂中還需加入甲醛及堿，最終縮合成體型高分子。

由于酚醛樹脂原料易得、加工工藝簡單，價格低廉，具有突出的耐熱性、良好的電絕緣性和機械強度而使其成為第一個進行工業生產的合成樹脂。由此可見，廣泛應用的酚醛樹脂都是體型高分子。但筆者認為：酚醛樹脂從概念上理解即為酚類物質與醛類物質通過加成縮合而成，苯酚及間苯二酚由于羥基的致活效應使得苯環上都有三個活性端（官能度），從而易形成體型高分子。若酚羥基鄰、對位被其他基團占據，如： ，則苯環上只有兩個活性端（官能度），則只能形成線型高分子。若酚羥基鄰、對位被占

據過多，如： ，則無法進行縮聚反

應形成高子分了。

由此筆者認為，形成線型高分子還是體型高分子與單體的結構密切相關。若單體中有較多的活性端（官能度）大于2的單體，則可形成體型高分子，若每個單體均只有2個活性端（官能度），則只能形成線型高分子或支鏈型高分子了。

參考文獻

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