官能團

官能團，是決定有機化合物的化學性質的原子或原子團。常見官能團包括羥基、羧基、醚鍵、醛基、羰基等。有機化學反應主要發生在官能團上，官能團對有機物的性質起決定作用，—X（X為鹵原子，對於鹵代烴來說，可以認為鹵原子是其官能團，但有部分教材認為碳鹵鍵為其官能團）、-OH、-CHO、-COOH、-NO₂、-SO₃H、-NH₂、RCO-，這些官能團就決定了有機物中的鹵代烴、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亞硝酸酯、磺酸類有機物、胺類、醯胺類的化學性質。

基本介紹

• 中文名：官能團
• 外文名：functional group
• 別名：特性基團（characteristic groups） 

導致的異構

有機物的分類依據有組成、碳鏈、官能團和同系物等。

有機物嚷欠勸的同分異構種類有碳鏈異構、官能團位置異構和官能團的種類異構三種。對於同類有機物，由於官能團的位置不同而引起的同分異構是官能團的位置異構，如下面一氯乙烯的8種異構體就反映了碳碳雙鍵及氯原子的不同位置所引起的異構。

對於同一種原子組成，卻形成了不同的官能團，從而形成了不同的有機物類別，這就是官能團的種類異悼拔市碑構。如：相同碳原子數的醛和酮，相同碳原子數的羧酸和酯，都是由於形成不同的官能團所造成的有機物種類不同的異構。

化學性質

官能團對有機物的性質起決定作用，-X、-OH、-CHO、-COOH、-NO₂、-SO₃H、-NH₂、RCO-，這些官能團就決定了有機物中的鹵代烴、醇或酚、醛、羧酸、硝基化合物或亞硝酸酯、磺酸類有機物、胺類、醯胺類的化學性質。因此，學習有機物的性質實際上是學習官能團的性質，含有什麼官能團的有機物就應該具備這種官能團的化學榆熱性質，不含有這種官能團的有機物就不具備這種官能團的化學性質，這是學習有機化學特別要認識到的一點。例如，醛類能發生銀鏡反應，或被新制的氫氧化銅懸濁液所氧化，可以認為這是醛類較特徵的反應；但這不是醛類物質所特有的，而是醛基所特有的，因此，凡是含有醛基的物質，如葡萄糖、甲酸及甲酸酯等都能發生銀鏡反應，或被新制的氫氧化銅懸濁液所氧化。

其它性質

有機物分子中的基團之間存在著相互影響，這包括官能團對烴基的影響，烴基對官能團的影響，以及含有多官能團的物質中官能團之間的相互影響。

① 醇、苯酚和羧酸的分子裡都含有羥基，故皆可與鈉作用放出氫氣，但由於所連的基團不同，在酸性上存在差異才熱驗閥。

R-OH 中性，不能與NaOH、Na₂CO₃反應；與苯環直接相連的羥基成為酚羥基，不與苯環直接相連的羥基成為醇羥基。

C₆H₅-OH 極弱酸性，比碳酸弱，但比HCO₃-（碳酸氫根）要強。不能使指示劑變色，能與NaOH反應。 苯酚還可以和碳酸鈉反應，生成苯酚鈉與碳酸氫鈉；

R-COOH 弱酸性，凶乃章具有酸的通性，能與NaOH、Na₂CO₃反應。

顯然，羧酸中，羧基中的羰基的影響使得羥基中的氫易於電離。

② 醛和酮都有羰基(>C=O)，但醛中羰基碳原子連線一個氫原子，而酮中羰基碳原子上連線著烴基，故前者具有還原性，後者比較穩定，不為弱氧化劑所氧化。

③ 同一分子內的原子團也相互影響。如苯酚，-OH使苯環易於取代(致活)，苯基使-OH顯示酸性(即電離出H)。果糖中，多羥基影響羰基，可發生銀鏡反應。

由上可知，我們不但可以由有機物中所含的官能團來決定有機物的化學性質，也可以由物質的化學性質來判斷它所含有的官能團。如葡萄糖能發生銀鏡反應，加氫還原成六元醇，可知具有醛基；能跟酸發生酯化生成葡萄糖五乙酸酯，說明它有五個羥基，故為多羥基醛。

有機化學反應主要發生在官能團上，因立乃龍此，要注意反應發生在什麼鍵上，以便正確地書寫化學方程式。

如醛的加氫發生在醛基碳氧鍵上，氧化發生在醛基的碳氫鍵上；鹵代烴的取代發生在碳鹵鍵上，消去發生在碳鹵鍵和相鄰碳原子的碳氫鍵上；醇的酯化是羥基中的O—H鍵斷裂，取代則是C—O鍵斷裂；加聚反應是含碳碳雙鍵(>C=C<)(並不一定是烯烴)的化合物的特有反應，聚合時，將雙鍵碳上的基團上下甩，打開雙鍵中的一鍵後手拉手地連起來。

種類

烴基

根據所含π鍵的不同，不同的烴基官能團具有不同的性質。注意：烷烴基（如甲基元雅端、亞甲基）不算官能團，而苯基是官能團。

含鹵素取代基

鹵代烴中含有碳-鹵素鍵，鍵能隨鹵素不同而有變化。一般除氟代烴外，鹵代烴都可發生親核取代反應和消去反應。

含氧

不同的碳氧鍵會因其中原子雜化程度的不同而有性質上的差異。sp雜化的氧原子有吸電子效應，而sp則有給電子效應。

含氮

含磷硫

與同族的氮和氧相比，有機磷化合物和有機硫化合物中的雜原子傾向於成更多的鍵。

主體基團的確定

所命名的化合物中如含多個特性基團（不能作後綴者除外）時，只能選擇一個特性基團作為後綴，此基團稱作主體基團。

官能團的修飾基團

一些主要的特性基團或官能性母體化合物的衍生物，可以採用它們本來的名稱後加此修飾基團的名稱進行命名。

官能團置換

結構中氧原子或羥基為其他原子或基團置換後，可在本來的特性基團、官能性母體化合物的名稱或俗名中插入一定的前綴或連綴來命名。例如，硫置換氧後的特性基團“-硫代磺酸”和“-硫代羧酸”。類似地，氧原子為—O—O—基團置換後，可在命名時加前綴“過氧”或“過”，如過（氧）羧酸。氧原子或羥基為硫屬元素或含硫屬元素基團置換時用連綴字“代”，為其他原子或基團置換時則用連綴字“替”來命名。

由上可知，我們不但可以由有機物中所含的官能團來決定有機物的化學性質，也可以由物質的化學性質來判斷它所含有的官能團。如葡萄糖能發生銀鏡反應，加氫還原成六元醇，可知具有醛基；能跟酸發生酯化生成葡萄糖五乙酸酯，說明它有五個羥基，故為多羥基醛。

有機化學反應主要發生在官能團上，因此，要注意反應發生在什麼鍵上，以便正確地書寫化學方程式。

如醛的加氫發生在醛基碳氧鍵上，氧化發生在醛基的碳氫鍵上；鹵代烴的取代發生在碳鹵鍵上，消去發生在碳鹵鍵和相鄰碳原子的碳氫鍵上；醇的酯化是羥基中的O—H鍵斷裂，取代則是C—O鍵斷裂；加聚反應是含碳碳雙鍵(>C=C<)(並不一定是烯烴)的化合物的特有反應，聚合時，將雙鍵碳上的基團上下甩，打開雙鍵中的一鍵後手拉手地連起來。

種類

烴基

根據所含π鍵的不同，不同的烴基官能團具有不同的性質。注意：烷烴基（如甲基、亞甲基）不算官能團，而苯基是官能團。

含鹵素取代基

鹵代烴中含有碳-鹵素鍵，鍵能隨鹵素不同而有變化。一般除氟代烴外，鹵代烴都可發生親核取代反應和消去反應。

含氧

不同的碳氧鍵會因其中原子雜化程度的不同而有性質上的差異。sp雜化的氧原子有吸電子效應，而sp則有給電子效應。

含氮

含磷硫

與同族的氮和氧相比，有機磷化合物和有機硫化合物中的雜原子傾向於成更多的鍵。

分類	官能團名稱	化學式	英文前綴	英文後綴
膦	膦	R3P	phosphino-	-phosphane
磷酸二酯	磷酸酯	HOPO(OR)2	phosphoric acid di(substituent) ester	di(substituent) hydrogenphosphate
亞磷酸酯	亞磷酸酯	RP(=O)(OH)2	phosphono-	substituentphosphonic acid
磷酸酯	磷酸酯	ROP(=O)(OH)2	phospho-
硫醚	硫醚	RSR'		di(substituent) sulfide
碸	磺醯基	RSO2R'	sulfonyl-	di(substituent) sulfone
磺酸	磺酸基	RSO3H	sulfo-	substituentsulfonic acid
亞碸	亞磺醯基	RSOR'	sulfinyl-	di(substituent)sulfoxide
硫醇	巰基	RSH	mercapto-, sulfanyl-	-thiol
硫氰酸酯	硫氰酸酯	RSCN	thiocyanato-	alkylthiocyanate
二硫化物	二硫鍵	RSSR'		alkyl alkyl disulfide

主體基團的確定

所命名的化合物中如含多個特性基團（不能作後綴者除外）時，只能選擇一個特性基團作為後綴，此基團稱作主體基團。

特性基團類型的高位(優先)次序(按遞減方式排列)

序列	按特性基團分類的化合物類型	general classes of compounds by characteristic group
1	自由基	radicals
2	負離子	anions
3	正離子	cations
4	兩性離子化合物	zwitterionic compounds
5	羧酸（依次為COOH，C(O)O2H，然後為它們的S和Se衍生物，依次為磺酸、亞磺酸、硒酸等，以及膦酸、胂酸等）	acids (in the order of COOH, C(O)O2H, then their S and Se derivatives followed by sulfonic, sulfinic, selenonic acid, etc., and phosphonic, arsenic acid,etc.)
6	酸酐	anhydrides
7	酯	esters
8	醯鹵	acid halides
9	醯胺	amides
10	醯肼	hydrazides
11	二醯亞胺	imides
12	腈	nitriles
13	醛，隨後依次為硫代醛、硒代醛和碲代醛	aldehydes followed by thioaldehydes, selenoaldehydes, and telluroaldehydes
14	酮，隨後依次為硫代酮、硒代酮和碲代酮	ketones followed by thioketones, selenoketones, and telluroketones
15	醇和酚，隨後依次為硫醇、硒醇和碲醇	alcohols and phenols followed by thiols, selenols, and tellurols
16	氫過氧化物，隨後依次為硫代氫過氧化物、硒代氫過氧化物和碲代氫過氧化物	hydroperoxides followed by thiohydroperoxides, selenohydroperoxides, and tellurohydroperoxides
17	胺	amines
18	亞胺	imines
19	肼（聯氨），磷烷（聯磷）等	hydrazines, phosphanes, etc.
20	醚，隨後依次為硫醚、硒醚和碲醚	ethers followed by sulfides, selenides, and tellurides
21	過氧化物，隨後依次為過硫化物、過硒化物和過碲化物	peroxides followed by disulfides, diselenides, and ditellurides

官能團的修飾基團

一些主要的特性基團或官能性母體化合物的衍生物，可以採用它們本來的名稱後加此修飾基團的名稱進行命名。

例：

CH3—CH2—CHO　丙醛（propanal） →　CH3—CH2—CH(OCH3)2　丙醛二甲基縮醛（propanal dimethyl acetal）； →　CH3—CH2—CH=NOH　丙醛肟（propanal oxime）； →　CH3—CH2—CH=NNH2　丙醛腙（propanal hydrazone）。

CH3—CH2—COOH　丙酸（propionic acid） →　CH3—CH2—COO=CH3　丙酸甲酯（propionic acid methyl ester）； →　CH3—CH2—CO—NH—NH2　丙（酸）醯肼（propionic acid hydrazide）。 [注] 英文中也可採用更系統的命名“methyl propionate”，但中文中對羧酸酯則僅此種命名方式，此時也稱“丙酸甲酯”。

官能團置換

結構中氧原子或羥基為其他原子或基團置換後，可在本來的特性基團、官能性母體化合物的名稱或俗名中插入一定的前綴或連綴來命名。例如，硫置換氧後的特性基團“-硫代磺酸”和“-硫代羧酸”。類似地，氧原子為—O—O—基團置換後，可在命名時加前綴“過氧”或“過”，如過（氧）羧酸。氧原子或羥基為硫屬元素或含硫屬元素基團置換時用連綴字“代”，為其他原子或基團置換時則用連綴字“替”來命名。

例：

CH3—COOH　乙酸（acetic acid） →　CH3—CO—SH　乙硫代-S-酸，硫代乙-S-酸（thioacetic S-acid）； →　CH3—CS—OH　乙硫代-O-酸，硫代乙-O-酸（thioacetic O-acid）。

CH3—CH2—CH2—CH2—COOH　戊酸（pentanoic acid） →　CH3—CH2—CH2—CH2—CO—SH　戊硫代-S-酸，硫代戊-S-酸（pentanethioic acid）； →　CH3—CH2—CH2—CH2—C(=NH)—OH　氨亞基替戊酸，戊氨亞基替酸（pentaimidic acid）。