在先前的單元中 我們知道在週期表同一行的元素 會有相似的化學性質 而在有機化合物中 我們也常聽到 甲烷、乙烷是天然氣的主要成分 丙烷、丁烷是液化石油氣的主要成分 它們都可以燃燒產生能量 在新冠疫情時期 幾乎家家戶戶都會買乙醇溶液當成消毒劑 但有的人會買乾洗手 乾洗手成分有的是乙醇 有的卻含丙醇或是異丙醇 似乎透露出 這些有機物它們之間也有著特殊的關係 我們由化合物的名稱來判斷 可以知道它們有一定的關係 但科學的學習 知識一定要正確 現在就讓我們進入有機化學最基本的知識領域 有機化合物 會因為含有某些特定的原子或原子團 而展現特定的性質 這些原子或原子團被稱為官能基 如果從它原文的字意來看 「有功能的原子團」 就更能貼切的表示它的定義 所以在書寫有機化合物的化學式時 會使用能表示分子所含原子種類 數目及特定的官能基的化學式 就是所謂的示性式 例如甲醇分子式為如畫面所示 寫成示性式為如畫面所示 乙醇分子式為如畫面所示 寫成示性式為如畫面所示 示性式中的OH基就是羥基 是醇類物質的官能基 官能基的化學反應性活潑 有機化合物的性質常由官能基決定 具有相同官能基的有機物 也會有相似的化學性質 因此可作為有機物分類的依據 這也是為什麼有機化合物常以示性式表示 以突顯官能基的不同及重要性 在介紹官能基之前 先介紹一個基本符號R 也就是取代基 指的是取代有機化合物中氫原子的基團 通常是烷類物質少一個氫原子 也可以稱為烴基 例如甲烷的化學式是畫面所示 少一個氫原子成為畫面所示 這時這個基團就可以取代氫原子 接在其他化合物上面 在結構式中可以簡單表示為取代基R 在各類化合物介紹時我們會更詳細的說明 接下來 我們來依序介紹常見有機化合物的官能基 第一個 烯基 烯基的組合為兩個碳原子中間 透過一個雙鍵的鍵結 含有烯基的化合物 稱為烯烴 最簡單的分子 是只有兩個碳所構成的乙烯 第二個是炔基 兩個碳原子中間為一個參鍵的鍵結 化合物稱為炔烴 最簡單的分子是只有兩個碳所構成的乙炔 接下來是鹵素原子 可以稱為鹵基 可以取代有機化合物上的氫原子 此類化合物稱為鹵烷 舉個例子 最簡單的有機物是甲烷 所以當甲烷中的一個氫原子被鹵素取代 就是最簡單的鹵烷了 例如 氯原子取代了氫 化合物就是氯甲烷 前面介紹到有機化合物含有碳和氫原子 也可以含有鹵素 除此之外 官能基中最常見的是氧原子 接下來我們會介紹一系列含有氧原子的官能基 第一個是羥基 是一個OH基團 可以接在烴基 或是苯環上 接在烴基上時最簡單的化合物是甲醇 而接在苯環上時最簡單的分子為酚 接下來是烷氧基 是在兩個取代基中間有一個氧原子 此類有機物稱為醚 最簡單的醚類化合物為甲醚 第三個含有氧元素的官能基為羰基 組合形式為氧原子 以雙鍵連結於碳原子 此時碳原子剩下兩個鍵結量 這兩個鍵結 如果其中一個是連結氫原子 就被稱為醛 最簡單的醛 是兩個鍵結都是接上氫原子 所以化合物只有一個碳 稱為甲醛 如果兩個鍵結量 都是連結烴基 則稱為酮 最簡單的酮是連結甲基 此時共有三個碳 稱為丙酮 接下來是羧基 其結構如畫面所示 一個氧原子以雙鍵連接在碳原子上 該碳原子上還接有一個羥基 就是前面所介紹的OH 這一整個原子基團COOH 就稱為羧基 此類化合物稱為酸 最簡單的酸是甲酸 示性式為HCOOH 有機化合物的多樣性 是因為氫原子可以被取代 如果羧基COOH中的氫原子被烴基取代 就成為新的一個官能基 酯基 最簡單的酯類化合物 為甲酸甲酯 示性式如畫面所示 接下來 我們來介紹含有氮原子的有機化合物 氮原子具有三個鏈結 鏈結至少接上一個烴基 另外兩個連結接上烴基或氫原子 就稱為胺基 此類物質就稱為胺類化合物 最簡單的是 只有接一個甲基 和兩個氫原子的胺 稱為甲胺 示性式為 如畫面所示 接下來是醯胺基 是在羰基的碳上接上氮原子 如畫面所示 此類物質稱為醯胺 最簡單的醯胺是甲醯胺 示性式為如畫面所示 有機化合物數量雖然繁多 但是因為官能基相同就會有相似的化學性質 因此我們在後續學習有機化合物時 可以以官能基為主 作為學習分辨有機化合物的依據 普拿疼是常見的止痛藥 其結構式如附圖 請辨別該物有哪些官能基？ 並說明該官能基之名稱 讓我們來總結一下這支影片的學習內容 官能基是有機化合物中 具有特定的物理和化學性質的原子或原子團 官能基的功能包含 官能基的化學反應性活潑 故有機化合物的性質常由官能基決定 具有相同官能基的有機化合物 化性相似 可作為分類依據 有機化合物常以示性式表示 以突顯官能基的不同及重要性 常見有機化合物的官能基分類如畫面所示 同學們 這一個單元你是否都學會了呢？ 歡迎在影片下方留言區告訴我們你的心得 我們下次見