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输入计算

氧及其他二价原子不影响计算结果,可直接忽略。

数学公式

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结果

不饱和度
4
环数 + π 键数
公式 (2C + 2 + N − H − X) / 2
又称 缺氢指数 (IHD)

什么是不饱和度?

不饱和度(Degree of Unsaturation,简称 DoU),又叫缺氢指数(Index of Hydrogen Deficiency,IHD),它能仅凭分子式就告诉你分子中含有多少个环以及多少个 π 键(双键或三键)。每一个不饱和度单位对应一个环或一个 π 键——一个双键计为 1,一个三键计为 2,一个环也计为 1。在有机结构解析中,这是最快捷的"合理性检验"方法之一。

平面示意图,展示单键、双键、三键和一个环,每个都标注了不饱和度单位数
每个环或双键算一个不饱和度,三键算两个。

如何使用本计算器

分别输入分子中碳(C)、氢(H)、氮(N)和卤素(X = F、Cl、Br、I)原子的数目。氧、硫等二价原子不会影响计算结果,可以直接忽略。点击"计算",即可得到分子中环数与 π 键数的总和。

公式详解

通用公式为:

$$\text{DoU} = \dfrac{2C + 2 + N - H - X}{2}$$

一价卤素的作用相当于额外的氢原子,因此要减去;三价氮会增加一个"氢当量"容量,因此要加上;二价的氧和硫不影响饱和程度,所以完全不计入公式。

不饱和度公式的平面插图,每个变量用不同颜色标示并指向其含义
该公式将碳、氢、氮和卤素的数量与不饱和度联系起来。

计算实例

以苯 C6H6 为例:$$\text{DoU} = \frac{2\times 6 + 2 + 0 - 6 - 0}{2} = \frac{12 + 2 - 6}{2} = \frac{8}{2} = 4$$这恰好对应苯分子中的三个双键加上一个环,共 4 个不饱和度,结果完全吻合。

常见问题

结果为 0 代表什么?不饱和度为 0 说明分子是完全饱和的——既没有环,也没有重键(例如己烷这类烷烃)。

为什么公式里没有氧?氧是二价原子,它插入碳链时不会改变氢原子的数目,因此对不饱和度没有任何影响。

结果会出现小数吗?如果算出来不是整数,通常意味着分子式写错了,或者它是含奇数电子的物种;对于普通的中性分子,不饱和度应当是一个整数。

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