高中有机化学中的不饱和度

不饱和度 (英文名称:Degree of unsaturation),又称缺氢指数 或者环加双键指数（index of hydrogen deficiency (IHD) or rings plus double bonds）是有机物分子不饱和程度的量化标志,用希腊字母Ω表示,在有机化学中用来帮助画化学结构.不饱和度公式可以帮助使用者确定要画的化合物有多少个环、双键、和叁键,但不能给出环或者双键或者叁键各自的确切数目,而是环和双键以及两倍叁键（即叁键算2个不饱和度）的数目总和.最终结构需要借助于核磁共振（NMR）,质谱和红外光谱（IR）以及其他的信息来确认.
[编辑本段]不饱和度的计算方法
从有机物分子结构计算不饱和度的方法
根据有机物分子结构计算,Ω＝双键数＋叁键数×2＋环数 如苯：Ω=3+0×2+1=4 即苯可看成三个双键和一个环的结构形式.补充理解说明：单键对不饱和度不产生影响,因此烷烃的不饱和度是0（所有原子均已饱和）.一个双键（烯烃、亚胺、羰基化合物等）贡献一个不饱和度.一个叁键（炔烃、腈等）贡献两个不饱和度.一个环（如环烷烃）贡献一个不饱和度.环烯烃贡献2个不饱和度.例子：丙烯的不饱和度为1,乙炔的不饱和度为2,环己酮的不饱和度也为2.
从分子式计算不饱和度的方法
第一种方法为通用公式：Ω＝1＋1/2∑Ni(Vi-2) 其中,Vi 代表某元素的化合价,Ni 代表该种元素原子的数目,∑ 代表总和.这种方法适用于复杂的化合物.第二种方法为只含碳、氢、氧、氮以及单价卤素的计算公式：Ω＝C＋1－(H－N)/2 其中,C 代表碳原子的数目,H 代表氢和卤素原子的总数,N 代表氮原子的数目,氧和其他二价原子对不饱和度计算没有贡献,故不需要考虑氧原子数.这种方法只适用于含碳、氢、单价卤素、氮和氧的化合物.第三种方法简化为只含有碳C和氢H或者氧的化合物的计算公式：Ω ＝(2C＋2－H)/2 其中 C 和 H 分别是碳原子和氢原子的数目.这种方法适用于只含碳和氢或者氧的化合物.补充理解说明：（1）若有机物为含氧化合物,因为氧为二价,C=O与C=C“等效”,所以在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子.如CH2=CH2（乙烯）、CH3CHO（乙醛）、CH3COOH（乙酸）的不饱和度Ω为1.（2）有机物分子中的卤素原子取代基,可视作氢原子计算不饱和度Ω.如：C2H3Cl的Ω为1,其他基团如-NH2、-SO3H等都视为氢原子.（3）碳的同素异形体,可将其视作氢原子数为0的烃.如C60（足球烯,或者富勒烯,Buckminster fullerene) （4）烷烃和烷基的不饱和度Ω=0 如CH4（甲烷） （5）有机物分子中含有N、P等三价原子时,每增加1个三价原子,则等效为减少1个氢原子.如,CH3NH2（氨基甲烷）的不饱和度Ω=0.（6）C=C 碳碳双键的不饱和度Ω=1；碳碳叁键的不饱和度Ω=2.（7）立体封闭有机物分子（多面体或笼状结构）不饱和度的计算,其成环的不饱和度比面数少数1.如立方烷面数为6,其不饱和度Ω=6－1=5
[编辑本段]不饱和度计算的用途
不饱和度在有机化学中主要有两个用途:
检查对应结构的分子式是否正确
有机题中经常有一些复杂结构的物质,要求写分子式或判断给出的分子式是否正确,这时就可以利用不饱和度来检查：先写出分子式,然后根据分子式计算不饱和度,然后根据结构数不饱和度,若相等,则说明分子式正确.例如：甲苯的分子式为C7H8,计算出不饱和度为4,而双键（其实不是双键,但在计算不饱和度时可以看作双键）和环的不饱和度都是1,所以总的为4.
根据不饱和度推测分子式可能具有的结构
例如,某烃分子结构中含有一个苯环,两个碳碳双键和一个碳碳三键,它的分子式可能是（）A C9H12B C17H20C C20H30D C12H20 1+3+2*1+2=8A:(9*2+2-12)/2=4B:(17*2+2-20)/2=8C:(20*2+2-30)/2=7D:(12*2+2-20)/2=2 b正确