请问关于碳水化合物和有机物的分子结构和特性?

请问关于碳水化合物和有机物的分子结构和特性?
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请问关于碳水化合物和有机物的分子结构和特性?
糖类是有机物的一种
糖 类
是自然界广泛存在的一类有机化合物.从结构特点看,它们是多羟基醛、多羟基酮及其缩聚产物.多数糖类的分子组成符合通式Cm(H2O)n,如葡萄糖(C6H12O6)、核糖(C5H10O5)、蔗糖(C12H22O11)等,故最早称为碳水化合物.但也有例外,如鼠李糖(C6H12O5),脱氧核糖(C5H10O4).另有一些分子式符合Cm(H2O)n的有机物,如甲醛(CH2O)、乙酸(C2H4O2)、甲酸甲酯(C2H4O2)等并不属于糖类.糖类根据它能否水解和水解后生成的产物,可分三类：单糖、低聚糖、多糖(参看各相应条).糖类是植物和某些微生物以二氧化碳和水为原料,在日光作用下经过一系列复杂过程合成的,
糖类(carbohydrate)又称碳水化合物,是含醛基或酮基的多羟基化合物及其衍生物的总称.过去以为其结构式相当于Cn(H2O)n,故称碳水化合物.其实这个通式并不确切,因为有些属于糖类的物质具有其他元素组成,如脱氧糖和糖醛酸；或者含有另外的元素,如氨基糖和透明质酸.但由于习惯,碳水化合物这个名称仍保留至今.糖类在自然界分布广泛,每个植物或动物细胞都含有糖.按照重量,糖类占据地球上有机化合物的大部分.根据分子大小可分成单糖、寡糖和多糖3大类.糖类还可能和蛋白质或脂质结合成糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂或脂多糖等复合糖.脂蛋白是兼有蛋白质、脂质和糖类的大分子复合物.糖类在生物体中的功能主要是为生物提供能量以维持生命所必需的活动.其另一种重要功能是作为结构组分参与各种组织,如植物的茎、叶和动物的结缔组织、软骨、滑液等,糖类起着支撑、保护或滑润的作用.糖类是蛋白质和核酸以外的又一类重要的信息分子.很多糖类具有抗原性,它们是人的血型、细胞和许多微生物分型的基础.糖类参与多种细胞间的识别作用.一些毒物、激素和细胞免疫有关因子的受体是糖蛋白或糖脂.受精、细胞分化等重要的生理功能也和糖蛋白的糖链有关.
有机物是有机化合物的简称,所有的有机物都含有碳元素.除了碳元素外有机物还可能含有其他几种元素.如H、N、S等.虽然组成有机物的元素就那么几种(碳最重要),但到现在人类却已经发现了超过1000万中有机物.而它们的特性更是千变万化
1 、状态
由于有
机物大都为大分子 ( 相对无机物来说 ) ,所以有机物分子间引力较大,因此一般情况下都呈液态和固态,只有少部分小分子的有机物,如： CH4 、 C2 H4 、 C2 H6 等才会在常态下呈气态,这一点与无机物的相同.在常温下呈气态的都是分子量较小的分子.如： HF 、 F2 、 HCl 、 Cl2 、 O2 2 、 H2 、 N2 、 H23 、 PH3 、 SO2 .
②苯及苯的同系物由于分子量较大,所以常态下它们都不可能呈气态,而一般只能呈液态,大多数呈固态.
③在醇类物质中由于含有 O — H ,其中氧原子的结构与 H2O 中氧原子的结构相似,所以醇类物质中分子量较小的在常态下也像水一样呈液态,分子量较大的呈固态,如：甲醇、乙醇等呈液态 ( 在常态下 ) .
④苯酚及其同系物虽然亦含有 O — H 原子团,但由于苯环相对较大,故常态下此类物质一般呈固态.
⑤醛也一样,除分子量较小的甲醛和乙醛等几种醛在常态下呈气、液态外,其它分子量大于 100 的醛一般也应呈固态.
⑥羧酸类物质也一样,只有分子量较小的甲酸和乙酸等几种酸呈液态 ( 在常态下 ) ,其余都呈固态.
⑦酯类物质也可推知,一般也只有分子量较小的酯呈液态 ( 常态下 ) 其余都呈固态.
2 、颜色
像 CH4 一样,其它烃类也应是无色的.烃的衍生物中若无共轭双键或苯环存在,一般也都为无色物.
3 、气味
同样遵循前面所讲的气味规律,如：乙醇 C2 H5OH 因为含有与水相同的基团— OH ,而另一憎水基团 C2 H5 —又不很大,故 C2 H5OH 属易溶于水之物,因此气态的乙醇必然具有刺激性气味.
4 、溶解性
同样遵循相似相溶原理,我们在初中时已经知道甲烷 (CH4 ) 不溶于水,它的同系物 ( 即烷烃类物质 ) 也同样不溶于水,所以我们将像烷烃类这类很难溶于水的物质的基团叫做憎水基团,如： C2H5 —、 C3 H7 —等均属憎水基团,意思是说这类基团 有不溶于水的性质或对水无吸引力,故称为憎水基团.憎,为憎恨的憎,本义为憎恨水,这类憎水基团越大,它在水中的溶解度也就越小,相反,在与水不相溶的溶剂中的溶解度越大,如：在汽油、四氯化碳溶剂中憎水基团越大的有机物就越容易溶于这类有机溶剂中.乙醇是由较小憎水基团 C2 H5 —和亲水基团— OH 构成,所以乙醇很易溶于水,同时因含有憎水基团,所以也必定溶于四氯化碳等有机溶剂中,但由于 C2 H5 —对应的烃 C2H6 常温下为气体,— OH 对应的 H2O 常温下为液体,而乙醇的性质又主要由— OH 决定,所以 C2 H5OH 在常温下必定是液体,但易挥发成气体,同理,甲醇就必定是比乙醇更易挥发的液体了,丙醇必定是比乙醇难一点挥发的液体,由于 C5H12 常温下为液体,所以由它的基团 C5 H11—与—OH 结合而成的戊醇在常温下也必定是相对更难挥发的液体.
醇类物质由于含有亲水基团,所以一般都溶于水,但溶解度随着憎水基团的不断增大而逐渐减小,当憎水基团的碳原子数相同时,憎水基团中的支链越多 ( 即越复杂 ) ,其在水中的溶解度就越小,相反,在四氯化碳等有机溶剂中的溶解度越大.
5 、溶沸点
有机物的熔沸点规律也遵循前面所讲的熔沸点规律,在各类有机物的同系物中熔沸点也总是随着分子量的增大和支链的减少而不断升高.如：烷烃类有机物中在无支链的情况下,都是随着碳原子数增多 ( 或分子量增大 ) 而升高,当碳原子数相同或分子量相同时,支链越多,其熔沸点就越低.具体也可用公式计算,不过高中阶段就不讲那么复杂的了,故在此也就不再深入了.