碳化合物：彼此相连的词汇

碳化合物一章的术语最好当成一个彼此相连的故事来学，而不是一份清单，因为它们都是从不同角度描述同一件事：碳如何建起一族族化合物，以及这些家族如何彼此转化。一旦你看清这些定义如何环环相扣，本章就不再是一堆名称，而变成一张你能在答案里走过的地图，而分数正藏在这张地图上，因为这里许多题目都看重用词的精准。

基础构件：同系列、通式与结构。一切始于碳化合物，即碳与其他元素结合而成的化合物，以及它最基本的类型碳氢化合物，只含碳与氢。

碳化合物被归入同系列，一个共享同一通式与同一官能团的家族，相邻成员相差一个 CH₂，物理性质逐渐改变。官能团就是赋予每个同系列各自化学性质的活泼部分。

要描述单个分子，我们用分子式，即实际原子数目，或用结构式，显示原子如何相连。两个词把碳氢化合物的两大类分开：饱和指只有碳碳单键，不饱和指至少有一个碳碳双键。

这一「饱和，不饱和」之分是你必须首先分清的一对，因为它决定了一种化合物能进行哪些反应。

**各个家族本身。**五个同系列撑起本章。

烷烃是饱和碳氢化合物 CₙH₂ₙ₊₂，相对不活泼。烯烃是不饱和的 CₙH₂ₙ，带活泼的 C=C 双键。

醇带羟基 –OH，羧酸带羧基 –COOH 并表现为弱酸，酯带 –COO– 酯键、气味香甜。醇和酸是两个含氧的同系列，学生常把它们弄混：醇里中性的 –OH 不是羧酸里带酸性的 –COOH，尽管两者都可由乙醇得到。

命名的语言。要给这些化合物命名，我们用 IUPAC 命名法：用词干表示碳原子数、用词尾表示官能团，用位号数字标定双键或官能团的位置，再用如甲基、乙基的烷基来命名任何支链。

与命名并列的是同分异构，即分子式相同、结构不同的化合物之存在；丁烷与 2-甲基丙烷就是标准的结构异构体。一个常见的失误是把同分异构体当成同系列的成员，但同分异构体共享分子式，而同系列相邻成员相差一个 CH₂。

**串起地图的具名反应。**一小组反应把你在各家族之间移动，而每一个本身都是一个词汇。

燃烧把化合物在氧气中烧掉，空气充足时干净地生成二氧化碳与水，空气不足时不完全地生成一氧化碳与烟灰。取代替换饱和烷烃上的一个原子，只在紫外光下发生；加成打开烯烃的双键，不需光照。

「取代，加成」这一对正是最看重用词谨慎的反应。加氢在镍催化下把氢加到 C=C 上，把油硬化成脂肪。

聚合把许多烯烃单体连成聚合物。发酵由葡萄糖制乙醇，氧化乙醇则用酸化重铬酸钾(VI)生成羧酸，脱水从醇中脱去水又变回烯烃。

最后酯化在浓硫酸催化下把羧酸与醇连起来，生成酯与水，闭合了两个含氧同系列之间的回路。

乙醇正处在这张地图的中心，是连接众多反应的枢纽：它由烯烃加水或由葡萄糖发酵制得，被氧化成乙酸，脱水变回乙烯，又与酸反应生成酯。因此掌握这一种化合物，就等于讲清了本章的一大部分。

也要记住物理性质的趋势：在任何同系列里，分子越大，沸点越高、挥发性越低，这一规律常与名称和通式一起被考。

这些术语直接建立在前几章的化学键与摩尔概念之上，并支撑着碳化合物一章著称的论述题与结构题。我们的老师在线一对一课堂里用英文，以每小时 RM50 起，按这个相连的次序带学生走一遍这套词汇，让 SPM化学 所看重的用词在考试压力下自然涌现。