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醇酚醚醛酮与水分子形成氢键的特点

醇酚醚醛酮都含有电负性大的氧原子,其水溶性却有不同,分别是‌:

低级醇‌(如甲醇、乙醇、丙醇)可与水任意比例互溶,随碳链增长溶解度逐渐降低(如丁醇微溶,己醇难溶)。 ‌

苯酚‌常温下溶解度较小(9.3g/100mL,算是微溶),加热后与水形成乳浊液,加热至65℃以上可与水混溶。(顺带说一下:苯酚钠‌、‌苯甲酸钠‌等属于盐类,是易溶于水的)。

醚类,一般是难溶于水的。 ‌

醛类,低级醛‌(如甲醛、乙醛)可溶于水,高级醛难溶。

酮类,丙酮‌等低级酮可溶于水,高级酮难溶。 ‌

都有氧原子,为什么醚的水溶性跟醇酚醛酮不一样呢?

1. 醚(如乙醚)的氧原子被烷基基团包围,阻碍其靠近水分子中的氢原子‌,也就是说,空间位阻阻碍了氢键的形成。

2. 醚中的氧仅与碳原子相连,二者电负性差别不太大,导致醚中的氧原子身上微小负电荷太少,不足以形成明显的氢键。

例外情况:四氢呋喃和1,4-二氧六环,因其环状结构能部分接受氢键,故溶解度较高‌。

醇、酚、醛、酮、醚与水形成氢键的能力存在差异:

1. 醇与酚

醇(如乙醇)和酚(如苯酚)均含有羟基(-OH),氢原子可作为氢键供体,氧原子作为受体,因此,既能形成分子间氢键,也能与水形成氢键。

2. 醛与酮

醛(如乙醛)和酮(如丙酮)的羰基(C=O)氧原子具有孤电子对,可作为氢键受体,但分子内无氢键供体(氢原子与碳相连),因此不能形成分子间氢键,但羰基氧原子能与水分子中的氢原子形成氢键。 ‌

3. 醚

醚(如乙醚)分子中氧原子有孤电子对,但无羟基或与氧相连的氢原子,因此醚不能与自身形成分子间氢键,也不能与水分子中的氢原子形成氢键。 ‌

特殊情况:

甲醛与水形成氢键不同于其他醛!HCHO溶于水时,会与水发生加成反应,几乎完全转化为甲二醇(CH₂(OH)₂),其两个羟基与水形成更强的氢键网络‌。

(责任编辑:化学自习室)
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