分子结构与官能团

隐氢约定

如果骨架式把每个氢都画出来,像胆固醇这样的分子就会变成五十多个 H 组成的乱麻,结构会淹没在杂乱里。隐氢约定就是一项约定,让化学家把碳上的氢省去,相信读者会在脑子里把它们补回来。它之所以行得通,是因为碳几乎总是恰好需要四根键。

下面这条规则让它滴水不漏。碳形成四根键。看骨架式里任意一个碳,数一数你能看到的、连向其他已画出原子的键,那么这个碳上的氢数目就是四减去这个键数。线端的碳显示一根键,所以它有三个隐藏的氢(一个 CH3)。普通顶点上的碳显示两根键,所以它有两个隐藏的氢(一个 CH2)。处于双键上的碳,把双键算作它四根键中的两根。杂原子遵循各自的化合价——氧要两根键,氮要三根键——关键是它们的氢要写出来,因为你无法可靠地猜到它们,而且它们往往承载着化学性质(酸性的 O-H、碱性的 N-H)。

正是这条约定让骨架式变得可读,但它也是初学者出错的头号来源。忘了线端是 CH3,你就会写错分子式;没注意到某个碳已经带电荷或带孤对电子,你就会多加氢。补救办法很机械:在每一个碳上,看得见的键加上隐含的氢,必须凑满四。

丙烯画成带一个双键的短锯齿:端碳(1 根可见键)藏 3 个 H,中间的 =CH- 碳(一个双键加一个单键,共 3 根可见键)藏 1 个 H,=CH2 端(双键,2 根可见键)藏 2 个 H——合计 C3H6。

在每个碳上:可见的键 + 隐藏的氢 = 4。这样一数,分子式就出来了。

这条约定只省略碳上的氢。氧、氮、硫等杂原子上的氢必须始终画出,而电荷或孤对电子会改变计数,所以不要盲目地把每个碳都补满到四。

又称
implied hydrogens省略氢隐含氢