化合物

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化合物由兩種或兩種以上元素的原子(指不同元素的原子種類)組成的純淨物。是指從化學反應之中所產生的純淨物(區別於單質)。  

目錄

舉例

化合物具有一定的特性,通常還具有一定的組成。

例:水是化合物,常溫下是液體,沸點100℃;,冰點0℃,由氫、氧兩種元素組成。1個水分子H2O由2個氫原子和1個氧原子組成。

例:氯化鈉(sodium chloride, NaCl)是一種通過鹽酸(hydrochloric acid, HCl)和氫氧化鈉(sodium hydroxide, NaOH)的化學作用(中和反應)而成的化合物。HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)  

化合物的分類

化合物主要分為有機化合物和無機化合物和高分子化合物和離子化合物和共價化合物等等。

有機化合物含有碳氫化合物(或叫做烴,hydrocarbon),如甲烷(methane, CH4) ,分為:糖類、核酸脂質蛋白質

無機化合物不含碳氫化合物,如硫酸鉛(lead (II) sulphate, PbSO4),分為:酸、鹼、鹽和氧化物

離子化合物,一般含有金屬元素,例如氧化鈉

共價化合物,例如水。

註:某些化合物,如醋酸(CH3COOH)及醋酸鹽,也屬於有機物。  

化合物的數量

物質世界是多姿多彩的,從古代最原始的分類(金、木、水、火、土)到目前有確定組成的幾十萬種化合物,每年還有大量新的化合物被發現。

目前已知的化合物的數量究竟有多少?各方面的統計不太一致。比較公認的是美國《化學文摘》編輯部的統計:已發現天然存在的化合物和人工合成的化合物,大約有三百多萬種。這些化合物有的是由兩種元素組成的,有的是由三種、四種以至更多的化學元素組成的。 每年依然有新合成的化合物數量達30餘萬,其中90%以上是有機化合物。  

化合物與混合物的主要區別

(1)化合物組成元素不再保持單質狀態時的性質;混合物沒有固定的性質,各物質保持其原有性質(如沒有固定的熔、沸點)。

(2)化合物組成元素必須用化學方法才可分離;

(3)化合物組成通常恆定。混合物由不同種物質混合而成,沒有一定的組成,不能用一種化學式表示。  

元素、單質、化合物的主要區別

要明確單質和化合物是從元素角度引出的兩個概念,即由同種元素組成的純淨物叫做單質,由不同種元素組成的純淨物叫做化合物。無論是在單質還是化合物中,只要是具有相同核電荷數的一類原子,都可以稱為某元素。

三者的主要區別是:元素是組成物質的成分,而單質和化合物是指元素的兩種存在形式,是具體的物質。元素可以組成單質和化合物,而單質不能組成化合物。  

非等比化合物

在通常人們的印象當中,化合物都是由幾種固定的按簡單數學配比的元素所組成,然而更多的化合物卻是非等比化合物,尤其是無機化合物。所謂非等比化合物,就是組成是非計量比或非整比的化合物,即這些化合物的組成原子間不為小整數比,且組成可在一定範圍內變化,不符合定組成定律。

最近的研究表明,該類化合物大致包括以下幾類:

(1)由兩種或多種金屬共熔形成的合金體系。由於各類合金可能存在多種相平衡點,因而形 成了多種組成可變的合金化合物。如大家所熟知的鋼,由Fe與C組成的二元體系中,由於組成的不同可形成奧氏體、萊氏體、馬氏體和珠光體等不同的相。

(2)在岩鹽體系中,晶格中由於生成極小部分的缺陷而呈現特殊顏色的化合物,如下鈉蒸氣中加熱氯化鈉形成Na+δCl(δ<<1),是一種淺綠色化合物。

(3)許多過渡金屬的氧化物、硫化物、氮化物、碳化物或氫化物,這些具有豐富的物理和化學性質的化合物一般都是非等比化合物。

化合物種類繁多,達一千多萬種,有的化合物由陰陽離子構成,如氯化鈉NaCl、硫酸銨(NH4)2SO4等;有的化合物由分子構成,如氨氣NH3、甲烷CH4、五氧化二磷P2O5、二硫化碳CS2等;有的化合物由原於構成,如二氧化矽SiO2、碳化矽SiC等。化合物可以分為無機化合物(不含碳的化合物)和有機化合物(含碳的化合物,除CO、CO2、H2CO3和碳酸鹽等)兩大類。按化學性質的不同,可以把化合物分為氧化物、酸類、鹼類和鹽類。  

化合物純度的鑒定方法

化合物純度的鑒定方法,從快速,便宜,簡便的要求出發,主要來之於以下幾點:

一 通過TLC的純度的鑒定, 我將自己的心得分述如下

1 展開溶劑的選擇,不只是至少需要3種不同極性展開系統展開,我的經驗是首先要選擇三種分子間作用力不同的溶劑系統,如氯仿\甲醇,環己烷\乙酸乙酯,正丁醇\醋酸\水,分別展開來確定組分是否為單一斑點.這樣做的好處是很明顯的,通過組份間的各種差別將組分分開,有可能幾個相似組份在一種溶劑系統中是單一斑點,因為該溶劑系統與這幾個組分的分子間力作用無顯著的差別,不足以在TLC區分.而換了分子間作用力不同的另一溶劑系統,就有可能分開.這是用3種不同極性展開系統展開所不能達到的.

2 對於一種溶劑系統正如wxw0825所言,至少需要3種不同極性展開系統展開,一種極性的展開系統將目標組分的Rf推至0.5,另兩種極性的展開系統將目標組分的Rf推至0.8,0.2。其作用是檢查有沒有極性比目標組分更大或更小的雜質。

3 顯色方法,光展開是不夠的,還要用各種顯色方法。一般一定要使用通用型顯色劑,如10%硫酸,碘,因為每種顯色劑(不論是通用型顯色劑,還是專屬顯色劑在工作中都遇到他們都有一化合物不顯色的時候),再根據組分可能含有混雜組份的情況,選用專屬顯色劑。只有在多個顯色劑下均為單一斑點,這時才能下結論樣品為薄層純

二 通過熔程,判斷純度。原理很簡單,純化合物,熔程很短,1,2度。混合物熔點下降,熔程變長。

三,基於HPLC的純度鑒定,對於HPLC因為常用的系統較少,加之其分離效果好,我們一般不要求選擇三種分子間作用力不同的溶劑系統,只要求選這三種不同極性的溶劑系統,使目標峰在不同的保留時間出峰。

四,基於軟電離質譜的純度鑒定。如ESI-MS,APCI-MS。大極性化合物選用ESI-MS,極性很小的化合物選用APCI-MS,這些軟電離質譜的特點是只給出化合物的準分子離子峰,通過正負離子的相互溝通來確定分子量。如果樣品不純,就會檢出多對準分子離子峰,不但確定了純度,還能明確混雜物的分子量。

五,基於核磁共振的純度鑒定,從氫譜中如果發現有很多積分不到一的小峰,就有可能是樣品是樣品中的雜質。利用門控去偶的技術通過對碳譜的定量也能實現純度鑒定。

好了,不能再多寫了。這裡只是對常見的純度鑒定方法做了一個小結,從快速,便宜,簡便的要求出發,以第一點最合要求,往後次之,所以對第一點詳加講述。當然每種方法多有各自的局限性,如基於氫譜的純度鑒定,如果發現有很多積分不到一的小峰,還有可能使樣品中的活潑質子,基於軟電離質譜的純度鑒定,如果混雜物的分子量與目標物一樣就無法檢出。等等還有很多。這需要大家在工作中積累,思考。要講的話,我看好幾篇都講不完。

最後說一下對化合物純度的要求,世界上不存在100%純的化合物。你希望要多高的純度應該與你的目的有關,例如,如想測核磁共振鑒定結構,一般要求95%的純度,如果想測EI-MS,純度越高越好。99%以上。

還有,以上的方法都不能區分對應異構體

混合物與化合物的區別

混合物,純淨物的差別在於組成物質是一種還是幾種分子,而化合物和單質都是一種分子組成,但單質是由一種元素而化合物是由幾種元素組成的,9.混合物:由兩種或多種物質混合而成的物質叫混合物;(1)混合物沒有固定的組成,一般沒有固定的熔沸點;(2)典型混合物:①溶液:溶劑+溶質 如:鹽酸、碘酒等②膠體:分散質+分散劑

③空氣:N 2 78%、O 2 21%、稀有氣體0.94%、CO 2 0.03%、其他0.03%(體積比)

10.純淨物:由一種物質組成的物質叫純淨物。它可以是單質、化合物,如果是由分子構成的物質,那純淨物就是指同種分子組成的物質。

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