1、不飽和度與C、H、O分子式的關(guān)系
在講有機物的分子式之前，我們先講一個已經(jīng)被課本教材淘汰了的概念：不飽和度。
不飽和度，又稱缺氫指數(shù)或者環(huán)與雙鍵指數(shù)，是有機物分子不飽和程度的量化標(biāo)志，用希臘字母Ω表示。為什么淘汰了東西還要講呢？因為不飽和度對推算有機物的分子式有非常有用，這個我們往后再說。
烷烴的通式是CnH2n+2。注意，這個通式只能是烷烴的通式，不可能是其它任何烴類的通式了。因為2n+2個氫原子，是n個碳原子全部以單鍵相連接，所能連接的最大數(shù)目。如果有人說，某烴類的通式為CnH2n+3，那他一定是胡說八道。
烯烴的通式是CnH2n，和烷烴相比，多了一個碳碳雙鍵，少了兩個氫原子。所以我們暫時得出結(jié)論，每多一根雙鍵（不止是碳碳雙鍵），就會少兩個氫原子，此時的Ω=1。
環(huán)烷烴的通式也是CnH2n，和烷烴相比，多了一個碳環(huán)，少了兩個氫原子，所以我們繼續(xù)得出結(jié)論，每多一個環(huán)（不止是碳環(huán)），就少兩個氫原子，此時的Ω=1。
綜合以上兩點可得出結(jié)論：有機物中每多一個雙鍵或一個環(huán)，不飽和度Ω數(shù)值就增大1，氫原子同時就少兩個。這點很重要。在考試中，經(jīng)常有題目給一個復(fù)雜有機物的結(jié)構(gòu)簡式，然后問你它的分子式是什么。這個時候，碳原子容易數(shù)清楚，氧原子也容易數(shù)清楚，但是氫原子很容易數(shù)錯。為了避免出錯，我們就可以用不飽和度的減法，去推測有機物的分子式了，效率很高的。
炔烴的通式是CnH2n-2，和烷烴相比，多了一個碳碳三鍵，少了四個氫原子。所以我們得出結(jié)論，每多一個碳碳三鍵，就少四個氫原子，此時的Ω=2。當(dāng)然，發(fā)散思維來看，CnH2n-2也可以是二烯烴的通式，也可以是環(huán)烯烴的通式，甚至可以是二環(huán)烴的通式，只要滿足Ω=2即可。
芳香烴的通式是CnH2n-6，和烷烴相比，多了三個碳碳雙鍵（實際上并不是）和一個環(huán)，少了八個氫原子。所以我們得出結(jié)論，每多一個苯環(huán)，就少八個氫原子，此時的Ω=4。
---↑烴類向上看↑---華麗的分割線---↓衍生物向下看↓----
醇類的通式是CnH2n+2O，充分說明在醇分子中，所有的共價鍵都是單鍵相連的飽和狀態(tài)。同時，CnH2n+2O也是醚類的通式。如乙醇和二甲醚是同分異構(gòu)體，丙醇和甲乙醚是同分異構(gòu)體。
醛類的通式是CnH2nO，充分說明在醛分子中，有一個不飽和度，事實上在醛類中確實存在一個羰基（碳氧雙鍵）。同時，CnH2nO也是酮類的通式。如丙醛和丙酮是同分異構(gòu)體。
羧酸類的通式是CnH2nO2，充分說明在羧酸分子中，雖然有兩個氧原子，但也只有一個不飽和度，事實上在羧酸里也有一個羰基（碳氧雙鍵）。同時，CnH2nO2也是酯類的通式。如乙酸和甲酸甲酯是同分異構(gòu)體。
2、含有氮原子和鹵原子有機物分子式的推導(dǎo)
如果是純N、H組成的化合物，它們都以單鍵相接，一個N的起始物質(zhì)是NH3，2個N就成了N2H4，3個N就是N3H5……通過觀察不難發(fā)現(xiàn)，每加1個N，同時就多加1個H，最后形成物質(zhì)的通式是NnHn+2。
如果多一個雙鍵或者一個環(huán)，與C、H化合物同理，便卸下2個H，同時多了一個不飽和度。如下面這個化合物，這是一個純N、H組成的化合物，它的分子式如果都飽和了，應(yīng)為N8H10，但現(xiàn)在有兩個雙鍵、一個環(huán)，所以有3個不飽和度，故而最終的分子式為N8H4。
如果有機物里有鹵原子（-X）基團，要減去相應(yīng)數(shù)目的氫原子（-H原子），如下面的這個有機物，理論上應(yīng)該是C6H14，后來呢，加了1個環(huán)環(huán)，多了兩個雙鍵鍵，不飽和度有3個，那分子式是C6H8，可是這里還有兩個-Br取代了-H的位置，所以最終的分子式是C6H6Br2。
我們最后來一個難點的有機物（Ph代表苯環(huán)），請推導(dǎo)出它的分子式。
【解答】碳原子的數(shù)目沒啥好辦法，老老實實數(shù)吧，5個苯環(huán)共計30個C，再加上側(cè)鏈上還有3個C，共計有33個C。N原子數(shù)，你只要不瞎，就能看清楚有4個，加了4個N，自然需要加4個H。在飽和狀態(tài)下，氫原子的理論數(shù)目應(yīng)該是68+4=72個（即C的68個H+N的4個H）。
現(xiàn)在開始算不飽和度：第一，1個苯環(huán)4個Ω，5個苯環(huán)就是20個Ω，需要減去40個H；第二，該有機物中還一個雜環(huán)，雜環(huán)里有兩個雙鍵，這里還要減掉3個不飽和度，即6個H；第三，該有機物里還有一個-Br，再去掉1個H。最后去掉共計40+6+1個H，即剩下72-47=25個H，最后的分子式是C33H25N4Br。
繼續(xù)加強鞏固練習(xí)，下列兩個有機物的分子式是什么？
第一個有機物，老規(guī)矩，數(shù)碳原子數(shù)目有25個，在飽和鍵情況下接52個H，但是有5個小環(huán)和1個大環(huán)，共計6個不飽和度，所以剩下40個H，此外，還有5個N，同時加5個H，最后一共是45個H，即C25H45N4。
第二個有機物，老規(guī)矩，數(shù)碳原子數(shù)目有10個，在飽和鍵情況下接22個H，但是有1個大環(huán)和5個碳氧雙鍵，共計6個不飽和度，所以剩下10個H，此外，還有5個N，同時加5個H，最后一共是15個H，即C10H15N5O5。
3、“立體”有機物分子式的推導(dǎo)
我必須提前聲明一點，其實這里的“立體有機物”是相對于前面的“平面有機物”來說的。但是前面的“平面有機物”也并非真正的平面，比如說環(huán)己烷的6個碳原子，它們也不在同一個平面里，理論上也是空間立體結(jié)構(gòu)。不過，希望你可以理解我的意思。如果不理解，沒關(guān)系，看看下面的例子你就懂了。
我們給出3個物質(zhì)的“立體分子”結(jié)構(gòu)。從左到右分別是立方烷、金剛烷、三棱柱烷。
立方烷的分子式是C8H8，比起飽和烴差了10個H，有5個不飽和度。
金剛烷的分子式是C10H16，比起飽和烴差了6個H，有3個不飽和度。
三棱柱烷的分子式是C6H6，比起飽和烴差了8個H，有4個不飽和度。
深入分析，立方烷有6個面，最后有5個不飽和度。
同理可得，金剛烷有4個面，最后有3個不飽和度。
同理可得，三棱柱烷有5個面，最后有4個不飽和度。
所以，你大概能得出什么結(jié)論來了吧？
在我們所謂的“立體分子”結(jié)構(gòu)中，不飽和度加1就等于面數(shù)。
列出公式：Ω+1=F（Ω是不飽和度，F(xiàn)是面數(shù)）。
當(dāng)然，你可能會困惑，在“平面結(jié)構(gòu)”中，每多1個環(huán)，就多1個不飽和度，為什么在“立體分子”結(jié)構(gòu)中這個規(guī)律會被打破呢？其實解釋起來也非常簡單：最后一個面是被動形成的。以立方烷為例說明，雖然這是個正六面體，但是當(dāng)5個面合攏后，第6個面就自然形成了，這個自然形成的面，自然就不作數(shù)，要知道，這家伙還有另一個名字叫五環(huán)辛烷（啊，五環(huán)，你比六環(huán)少一環(huán)）。
繼續(xù)加強鞏固練習(xí)，下列兩個有機物的分子式什么？
第一個有機物（如果有的話），12個碳，飽和情況下接26個H，但是現(xiàn)在有8個面，即7個不飽和度，所以，最后的分子式是C12H12。
第二個有機物，11個碳，飽和情況下接24個H，但是現(xiàn)在有3個面，即2個不飽和度，所以，最后的分子式C11H20。
第三個有機物（其實這不是有機物了），60個碳，飽和情況下接122個H，但是現(xiàn)有32個面（12個正五邊形+20正六邊形），即31個不飽和度。同時，我再告訴你另一個已知條件：這個物質(zhì)里有90個碳碳鍵，其中30個碳碳雙鍵，即還有30個不飽和度。最后一共有61個不飽和度，共計減去122個H，即純C60。
