不饱和度

不饱和度（Degree of Unsaturation，DoU），又称缺氢指数（Index of Hydrogen Deficiency，IHD），是有机物分子不饱和程度的量化标志，通常用希腊字母 $\Omega \,$表示。此概念在推断有机化合物结构时很有用。

常见有机物结构的不饱和度

• 每个π键贡献1个不饱和度
• 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（如烯烃、亚胺、羰基化合物等）贡献1个不饱和度。
• 一个三键（如炔烃、腈等）贡献2个不饱和度。
• 一个环（如环烷烃）贡献1个不饱和度。环烯烃贡献2个不饱和度。
• 一个苯环贡献4个不饱和度。

例如：丙烯的不饱和度为1，乙炔的不饱和度为2，环己酮的不饱和度为2。

计算方法

有多种从分子式计算不饱和度的方法：

第一种方法

$\ \Omega ={\frac {2C+2-H}{2}}$。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的简单化合物。

第二种方法

$\ \Omega =(n_{4}+1)+{\frac {n_{3}}{2}}-{\frac {n_{1}}{2}}$。其中 $\ n_{4}$ 代表分子式中4价的原子数目（如碳、硅），$\ n_{3}$代表分子式中3价的原子数目（如氮、磷、硼、铝），$\ n_{1}$ 代表分子式中1价的原子数目（如氢、卤素），2价的原子（如氧、硫、铍、镁）对不饱和度无影响。这种方法适用于含碳、氢、单价卤素、氮和氧的化合物。

第三种方法

$\ \Omega =1+{\frac {1}{2}}\sum n_{i}(v_{i}-2)$。其中 $\ v_{i}$ 代表某元素的化合价，$\ n_{i}$ 代表该种元素原子的数目，$\ \sum$ 代表总和。这种方法适用于复杂的化合物。

应用

由分子式确定分子的结构的第一步。

例如：求分子式为C₂₀₀H₂₀₀的有机物中最多含多少个碳碳三键？

解：$\ \Omega =(n_{4}+1)+{\frac {n_{3}}{2}}-{\frac {n_{1}}{2}}={\frac {(2\times 200+2)-200}{2}}=101$

因为求最多，所以假设不饱和度全部由碳碳三键贡献

所以最多有 ${\frac {101}{2}}=50.5$ ，下取整得50

所以最多含有50个碳碳三键

参见

• 不饱和化合物

参考文献

• 孟令芝,龚淑玲等. 有機波譜分析(第三版). 武昌 珞珈山: 武汉大学出版社. 2009年9月: 26. ISBN 978-7-307-07071-4 （中文（中国大陆））.