【大学入試対策・高校化学】有機化合物の特徴と官能基一覧|重要な種類と性質を徹底解説です。大学入試や高校化学のテストで頻出のテーマである「有機化合物」。その特徴や性質を理解することは、化学の基本をしっかり押さえるために非常に重要です。特に、官能基は化合物の反応性や性質を決定づける重要な要素であり、さまざまな有機化合物の違いを理解する鍵となります。本記事では、有機化合物の特徴や代表的な官能基の種類と性質について、大学入試対策としてしっかりと解説します。重要なポイントを押さえて、効率的に学習を進めましょう!
有機化合物
高校で習う化学の内容は、物質量などの計算中心の「理論化学」、気体や金属などの炭素を骨格としない物質を学習する「無機化学」、そして炭素を骨格とした化合物である「有機化学」があります。今日は、中でも暗記が大変な有機化合物についてのざっくりとした内容を抑えていきましょう。
有機化合物とは、炭素原子Cを骨格とする化合物です。ただし、一酸化炭素CO、二酸化炭素CO2、炭酸カルシウムCaCO3などの簡単な炭素化合物は無機化合物に分類されます。
炭素原子Cは結合の腕である原子価が4本と、他の原子と結合しやすい構造をしていますので、いろいろな長さの鎖や、いろいろな種類の環をつくって無数の有機化合物をつくりだします。
有機化合物は、炭素原子Cの鎖や環に官能基というものが結合した構造を持っていますので、鎖や環の特徴や官能基の特徴を抑えると学習をスムーズに進めることができます。
有機化合物の特徴
項目 | 無機化合物 | 有機化合物 |
---|---|---|
構成元素 | 約100種類と多い。 | 主にC、H、Oと少ない |
化合物の種類 | 数万種類 | 数百万種類 |
溶解性(溶けやすさ) | 水に溶けるものが多い | 水に溶けないものが多い 有機溶媒に溶けやすい |
融点、沸点 | 一般に高い | 一般に低い |
燃焼(燃やすと) | 不燃性のものが多い | 可燃性でCO2とH2Oを生成する 不完全燃焼でCOを生じる |
反応性(反応速度) | 反応足が速い | 反応速度が遅く、複雑 |
有機化合物の特徴は、炭素原子の結合の腕である原子価が4本もあることです。そのため、炭素、水素、酸素などの原子が次々と結合しうるので、構成元素の種類は少ないのですが化合物の数は極めて多くなります。
また、共有結合をしている化合物であり極性がない分子が多いため、水に溶けないものが多いです。共有結合は結合力が強いので、切断するのに多くのエネルギーを要するので、一般に反応速度は遅いものが多いです。
物理変化である状態変化は、分子間にはたらく分子間力が弱いために起こりやすく、融点・沸点が低いものが多いようです。
官能基を暗記しよう
炭素の骨格部分に結合する官能基によってある程度、有機化合物の性質は決定します。つまり、同じ官能基を持つ有機化合物は似た性質を持つようになります。無数にある有機化合物の性質をすべて覚えるのは大変ですので、官能基によって性質がある程度分かるようになります。一度に全部覚えるのは大変ですので、有機化合物の学習を進めながら1つずつ確実に覚えていきましょう。
官能基 | 一般式 | 一般名 | 化合物例 |
---|---|---|---|
ヒドロキシ基 | R-OH | アルコール | エタノール C2H5OH |
R-OH | フェノール類 | フェノール C6H5OH | |
アルデヒド基 | R-CHO | アルデヒド | ホルムアルデヒド HCHO |
カルボキシ基 | R-COOH | カルボン酸 | 酢酸 CH3COOH |
ケトン基 | R-CO-R’ | ケトン | アセトン CH3COCH3 |
アミノ基 | R-NH2 | アミン | アニリン C6H5NH2 |
ニトロ基 | R-NO2 | ニトロ化合物 | ニトロベンゼン C6H5NO2 |
エーテル結合 | R-O-R’ | エーテル | ジエチルエーテル C2H5OC2H5 |
エステル結合 | R-COO-R’ | エステル | 酢酸エチル CH3COOC2H5 |
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