有机化学绪论

1、有机化学有机化学绪论绪论1 徐寿昌徐寿昌 主编主编 有机化学有机化学绪论绪论2 v有机化学有机化学 高鸿宾主编（第四版）高鸿宾主编（第四版） 高等教育出版社高等教育出版社 v基础有机化学基础有机化学 邢其毅等（第二版）邢其毅等（第二版） 高等教育出版社高等教育出版社 v有机化学有机化学 同步辅导及习题全解同步辅导及习题全解 （徐寿昌徐寿昌第二版）第二版） 中国矿业大学中国矿业大学出版社出版社 有机化学有机化学绪论绪论3 有机化学有机化学绪论绪论4 有机化学有机化学成绩评定成绩评定（理论课）（理论课） 1. 1. 作业、课外练习作业、课外练习 2. 2. 期中考试期中考试 3. 3. 期末考试期

2、末考试 项目项目 比例（比例（% %） 1010 3030 6060 有机化学有机化学绪论绪论5 第一章第一章 有机化合物的结构和性质有机化合物的结构和性质 有机化学绪论6 【本章重点【本章重点】 有机化学合物中有机化学合物中共价键的形成共价键的形成及共价键的及共价键的属性属性。 【必须掌握的内容必须掌握的内容】 1. 1. 有机化合物及有机化学。有机化合物及有机化学。 2. 2. 有机化合物构造式的表示方法。有机化合物构造式的表示方法。 4. 4. 共价键的基本属性。共价键的基本属性。 5. 5. 共价键的断键方式及有机反应中间体。共价键的断键方式及有机反应中间体。 6. 6. 有机化学中的

3、酸碱概念有机化学中的酸碱概念 3. 3. 共价键的形成共价键的形成价键法和分子轨道法。价键法和分子轨道法。 有机化学有机化学绪论绪论7 1.1 1.1 有机化合物和有机化学有机化合物和有机化学 n有机化合物（简称有机物）的定义有机化合物（简称有机物）的定义: : 有有生机生机之物之物 有机化合物除含有机化合物除含c c、h h两种元素外，有的还含有两种元素外，有的还含有o o、 n n、s s、p p、x x等元素。等元素。 碳氢化合物及其衍生物。碳氢化合物及其衍生物。 有机化学的研究对象有机化学的研究对象： 有机化学是研究碳氢化合物及其衍生物的科学。有机化学是研究碳氢化合物及其衍生物的科学。

4、 碳化合物碳化合物 碳氢化合物。碳氢化合物。 有机化学有机化学绪论绪论8 n在周朝，人们就会酿酒、制醋，用棉麻纤维织布、在周朝，人们就会酿酒、制醋，用棉麻纤维织布、 造纸，用茜草的根给织物染色，还懂得使用香料造纸，用茜草的根给织物染色，还懂得使用香料 和草药。和草药。 n 到了十八世纪，到了十八世纪，人类已从自然界中人类已从自然界中分离并提纯分离并提纯了了 许多有机物，其中以许多有机物，其中以瑞典人舍勒（瑞典人舍勒（scheelescheele）最为）最为 著名，他著名，他不仅得到一系列不仅得到一系列纯的纯的安息香酸、草酸、安息香酸、草酸、 苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、尿酸苹果酸、酒石酸、柠

5、檬酸、乳酸、尿酸等有机物，等有机物， 还提出了许多方法来提纯有机物，很多方法到现还提出了许多方法来提纯有机物，很多方法到现 在还在使用。在还在使用。 有机化合物在生活和生产中的应用由来已久有机化合物在生活和生产中的应用由来已久 有机化学有机化学绪论绪论9 n在当时人们还不能合成有机物，有机物都来源自于在当时人们还不能合成有机物，有机物都来源自于 动、植物等有机生命体（动、植物等有机生命体（有生机之物体有生机之物体），故此人），故此人 们把这样的一类物质称为有机物。而有机物与无生们把这样的一类物质称为有机物。而有机物与无生 命的无机物在组成和性质上有明显的差别。人们把命的无机物在组成和性质上有明

6、显的差别。人们把 这种从这种从“有生机之物体有生机之物体”中得到的不同于无机物的中得到的不同于无机物的 物质称为物质称为有机化合物有机化合物，简称，简称有机物有机物。 研究有机物的化学称为研究有机物的化学称为有机化学有机化学。 有机化学有机化学绪论绪论10 生命力学说生命力学说 n而当时的人们还不能从无机物合成有机物，一些而当时的人们还不能从无机物合成有机物，一些唯唯 心的观点心的观点就认为有机物就认为有机物只能在有生机的生物体中制只能在有生机的生物体中制 造得到造得到，生物是具有生命的生物是具有生命的, ,因此生命力的存在是制因此生命力的存在是制 造或合成有机物的必要条件造或合成有机物的必要

7、条件( (生命力学说生命力学说) )，在十九，在十九 世纪前，这种唯心的世纪前，这种唯心的“生命力生命力”学说学说的观点在当时的观点在当时 颇为流行。颇为流行。 “ “生命力生命力”学说曾一度牢固地统治着有学说曾一度牢固地统治着有 机化学界，极大地阻碍了有机化学的发展机化学界，极大地阻碍了有机化学的发展。 有机化学有机化学绪论绪论11 维勒的功绩维勒的功绩 n18281828年，德国人维勒（年，德国人维勒（wohlerwohler）通过加热）通过加热氰酸铵氰酸铵 制出了制出了尿素尿素： n这才打破了这才打破了“生命力生命力”学说，消除了无机物与有机物学说，消除了无机物与有机物 之间的界限，在有

8、机化学史上是一个重大的突破，并之间的界限，在有机化学史上是一个重大的突破，并 开创了人工合成有机物的道路。此后，许多的有机物开创了人工合成有机物的道路。此后，许多的有机物 被人工合成出来。被人工合成出来。 nh4cno 氰酸铵氰酸铵 co(nh2)2 尿素尿素 有机化学有机化学绪论绪论12 n18451845年年 法国人法国人 柯尔伯柯尔伯 合成了合成了 醋酸醋酸 n18541854年年 法国人法国人 柏赛罗柏赛罗 合成了合成了 油脂油脂 n18611861年年 俄国人俄国人 希特列洛夫希特列洛夫 合成了合成了 糖类糖类 n自此后自此后“生命力学说生命力学说”被彻底地推翻了。被彻底地推翻了。

9、有机化学有机化学绪论绪论13 1.2 有机化合物的特点有机化合物的特点 n有机化合物特点：有机化合物特点：种类繁多、数目庞大、结构复杂种类繁多、数目庞大、结构复杂。 n目前人类已知的有机物达目前人类已知的有机物达 8000 多万种，无机物只有多万种，无机物只有 一百多万种。而且有机物还在不断的以每年几十万种一百多万种。而且有机物还在不断的以每年几十万种 的速度增加。的速度增加。 n 产生这种情况的原因产生这种情况的原因? ? 无机化合物无机化合物包含了元素周期表中绝大多数元素所组成包含了元素周期表中绝大多数元素所组成 的化合物，其总数只有的化合物，其总数只有一一百多百多万种万种；而；而有机化合

10、物有机化合物 只包含只包含c、h、o、s、n、p等几种元素，但由这些元等几种元素，但由这些元 素所组成的有机化合物却有素所组成的有机化合物却有上千万种上千万种。 有机化学有机化学绪论绪论14 一、有机物在结构上的特点一、有机物在结构上的特点 n1. 形成有机物的中心碳原子的结合能力强。形成有机物的中心碳原子的结合能力强。 n有机物中含碳数：少的有机物中含碳数：少的1个，多则可达几万个碳。个，多则可达几万个碳。 n例例: vb12 是有机物中的一个中小分子，其分子式为是有机物中的一个中小分子，其分子式为 c63h90n14o14pco 。而无机物一般不超过。而无机物一般不超过15个、至个、至 多

11、几十个原子，这样形成的分子数目就很有限了。多几十个原子，这样形成的分子数目就很有限了。 这是有机物数目庞大的原因之一。这是有机物数目庞大的原因之一。 n2. 同分异构现象同分异构现象 有机化学有机化学绪论绪论15 无机化合物无机化合物：一个分子式只代表一个化合物，一个分子式只代表一个化合物， 如：如：h2so4 只代表硫酸。只代表硫酸。 有机化合物有机化合物：一个分子式可代表多个化合物，一个分子式可代表多个化合物， 如：如：c2h6o ch3ch2ohch3och3 同分异构现象：同分异构现象：分子式相同而结构不同的现象分子式相同而结构不同的现象 既代表既代表乙醇乙醇又代表又代表甲醚甲醚。 2

12、. 同分异构现象同分异构现象 有机化学有机化学绪论绪论16 二二 、 有机物性质上的特点有机物性质上的特点 n1 . 易燃易燃 大多数有机物（除少数卤烃外）都易燃大多数有机物（除少数卤烃外）都易燃 烧。烧。 如：酒精、汽油如：酒精、汽油 、液化气等都是日常使用的、液化气等都是日常使用的 燃料。而大多数无机物都不易燃烧。燃料。而大多数无机物都不易燃烧。 n2 . 熔、沸点都比较低熔、沸点都比较低 n有机物大都是气体、液体或低熔点的固体。有机物大都是气体、液体或低熔点的固体。 n例：例： n冰乙酸冰乙酸 ch3cooh m.p. 16.6 b.p. 118 n食盐食盐 nacl m.p. 800

13、b.p. 1440 有机化学有机化学绪论绪论17 有机物性质上的特点有机物性质上的特点 n原因：原因： 大多数无机物晶体是大多数无机物晶体是依靠正负离子间引力依靠正负离子间引力 （离子键）（离子键） 存在，存在， 离子间的引力较大，离子间的引力较大，而且离子而且离子 排列有序，形成晶格，破坏它需要克服晶格能，因排列有序，形成晶格，破坏它需要克服晶格能，因 此，无机物的熔沸点较高。而此，无机物的熔沸点较高。而有机物有机物是分子排列而是分子排列而 成，成，靠微弱的分子间引力（范德华力）来维持靠微弱的分子间引力（范德华力）来维持，较，较 易受到破坏，故有机物的熔沸点一般都较低。易受到破坏，故有机物的

14、熔沸点一般都较低。 有机化学有机化学绪论绪论18 有机物性质上的特点有机物性质上的特点 n3 . 3 . 有机物大多难溶于水有机物大多难溶于水 n有机物在溶剂中的溶解度遵循有机物在溶剂中的溶解度遵循“相似相溶原理相似相溶原理” 极性相近的物质可以相互溶解。极性相近的物质可以相互溶解。而大多数有机物的而大多数有机物的 极性均较极性均较弱弱，因而难溶于极性较大的水中。溶解有，因而难溶于极性较大的水中。溶解有 机物也要用极性较小的有机溶剂。机物也要用极性较小的有机溶剂。 有机化学有机化学绪论绪论19 有机物性质上的特点有机物性质上的特点 n 4 . 4 . 反应速度较慢反应速度较慢 n无机反应速度一

15、般很快，而有机反应少则几小时，无机反应速度一般很快，而有机反应少则几小时， 多则几天，甚至几年才能完成。如：多则几天，甚至几年才能完成。如： n有机反应多是有机反应多是分子反应分子反应，反应分子应达到较高的能量，反应分子应达到较高的能量， 高到足以高到足以破坏破坏有机分子中的有机分子中的化学键化学键才能反应，故有机才能反应，故有机 反应大多较慢。反应大多较慢。 n不是所有的有机反应都较慢，也有部分有机反应进行不是所有的有机反应都较慢，也有部分有机反应进行 得十分迅速。如：有机炸药（得十分迅速。如：有机炸药（tnttnt、硝化甘油等）的、硝化甘油等）的 爆炸爆炸反应、有机物蒸气的反应、有机物蒸气

16、的燃烧燃烧等反应。等反应。 ch3cooh + c2h5ohch3cooc2h5 + h2o 有机化学有机化学绪论绪论20 有机物性质上的特点有机物性质上的特点 n5 . 有机反应的产物复杂、产率低有机反应的产物复杂、产率低 n有机物的有机物的结构结构复杂、复杂、反应活性中心相对较多反应活性中心相对较多。 n对于一个对于一个无机无机反应反应 产率一般达产率一般达 90100 n对于一个对于一个有机有机反应反应 产率一般若能达到理论产率的产率一般若能达到理论产率的 6070就是比较满意的结果了。就是比较满意的结果了。 ch3ch ch3 ch2ch3cl2 hv ch2ch ch3 ch2ch3

17、cl ch3c ch3 ch2ch3 cl ch3ch ch3 ch ch3 cl ch3ch ch3 ch2ch2cl 有机化学有机化学绪论绪论21 1 1.3.3 有机物的结构和共价键有机物的结构和共价键 一、有机物的分子结构一、有机物的分子结构 分子中各原子间相互的结合称为分子中各原子间相互的结合称为分子结构分子结构。 分子结构包含分子结构包含构造构造、构型构型和和构象构象三个层次。三个层次。 n分子中各原子间的结合方式和次序，就称为该分子的分子中各原子间的结合方式和次序，就称为该分子的构造构造。 表示分子构造的化学式叫做表示分子构造的化学式叫做构造式。构造式。 n有机物的性质不仅与构成

18、分子中的原子种类和数目有关，有机物的性质不仅与构成分子中的原子种类和数目有关， 而且与分子的构造有关。而且与分子的构造有关。 有机化学有机化学绪论绪论22 例：例：c2h6o的构造与性质的构造与性质 n 分子结构分子结构 ch3ch2oh ch3och3 n 化学名称化学名称 乙醇乙醇 甲醚甲醚 n 沸点沸点b.p 78.5 -24.9 n 消去、酯化消去、酯化 可发生可发生 不能发生不能发生 n分子的性质不仅由构成分子的原子决定，更主要的分子的性质不仅由构成分子的原子决定，更主要的 是由分子的构造决定，也就是是由分子的构造决定，也就是“结构决定性质结构决定性质”。 有机化学有机化学绪论绪论2

19、3 有机化合物有机化合物构造式构造式的表示方法通常有：的表示方法通常有： 2.2.短线式（价键式）短线式（价键式） c h h h c h h c h h c h c h h c h h h c o oh h c c c c h h h h h h h h h 1、路易斯、路易斯(lewis)式式 cc h h h h h c h h c h h h ( (用元素符号和电子符号表示用元素符号和电子符号表示) ) ( (用一短线表示形成化学键的一对电子用一短线表示形成化学键的一对电子) ) 有机化学有机化学绪论绪论24 3.3.缩简式缩简式 ch3ch2ch2ch=ch2 ch3cooh ch3

20、ch2ch2ch3 ( (省去了表示化学键的短线省去了表示化学键的短线, ,将互相键合的原子写在一起将互相键合的原子写在一起) ) cc h h h h h c h h c h h h c h h h c h h c h h c h c h h c h h h c o oh 有机化学有机化学绪论绪论25 cooh oh oh ho 前 列 腺 素 f1a 注意注意 u c、h 原子不写，写出其它原子或基团。（当官原子不写，写出其它原子或基团。（当官 能团含有碳原子时，则该碳原子仍需写出）能团含有碳原子时，则该碳原子仍需写出） u 线与线之间夹角线与线之间夹角120o 。 4. 4. 键线式键线

21、式 c h h h c h h c h h c h c h h 键线代表碳原子构成的骨架键线代表碳原子构成的骨架 有机化学有机化学绪论绪论26 二、二、共价键共价键 1) 1)价键理论价键理论 是是原子轨道的重叠原子轨道的重叠或或电子配对电子配对的结果，如的结果，如 果两个原子都有未成键电子，并且自旋方向相果两个原子都有未成键电子，并且自旋方向相 反，就能配对形成共价键。反，就能配对形成共价键。 1.共价键的形成共价键的形成 价键理论价键理论 分子轨道理论分子轨道理论 有机化学绪论27 共价键的形成在于成键原子的原子轨道的相互交盖。共价键的形成在于成键原子的原子轨道的相互交盖。 共价键具有方向

22、性。共价键具有方向性。共价键具有饱和性。 共价键具有饱和性。 + 2 p1 s + 2 p 1 s + 1 s 2 p + 1 s1 s氢 分 子 轨道交盖轨道交盖 h2分子的形成：分子的形成： 有机化学绪论28 c6 :1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0 碳原子在基态时的电子构型：碳原子在基态时的电子构型： 杂化轨道理论杂化轨道理论(hybrid orbital theory) : 有机化学绪论29 杂化轨道理论杂化轨道理论(hybrid orbital theory) : 基态基态 2p 2s 1s 激发态激发态 2p 2s 1s sp3 杂化态杂化态 1s sp3 杂化杂化 杂

23、化：混合后再重新分配杂化：混合后再重新分配 能量相等能量相等 碳原子轨道的碳原子轨道的sp3杂化杂化 电子电子 跃迁跃迁 有机化合物的结构特征：有机化合物的结构特征：c原子为原子为4价价 碳原子轨道的碳原子轨道的sp2、 、 sp杂化 杂化(见第三、四章见第三、四章) 有机化学有机化学绪论绪论30 2) 2) 分子轨道理论分子轨道理论 价键理论价键理论：是以是以“形成共价键的电子只处于形成共价键的电子只处于 形形 成共价键两原子之间成共价键两原子之间”的的定域观点定域观点为出发点为出发点 的。的。 分子轨道理论分子轨道理论：是以是以“形成共价键的电子是分形成共价键的电子是分 布在整个分子之中布

24、在整个分子之中”的的离域观点离域观点为出发点的。为出发点的。 分子轨道是由原子轨道通过线性组合而成分子轨道是由原子轨道通过线性组合而成； 分子轨道即分子中价电子的运动状态，可用分子轨道即分子中价电子的运动状态，可用 波函数波函数来描述。其来描述。其基本要点基本要点是：是： 组合前后的轨道数守恒组合前后的轨道数守恒：即有几个原子轨道就可：即有几个原子轨道就可 以组合成几个分子轨道。以组合成几个分子轨道。 有机化学绪论31 ( ) * ( * ) 氢分子轨道的形成示意图氢分子轨道的形成示意图 1 2 + + 1 2 +- 能能 量量 1 2 ( ) * ( * ) 电子从原子轨道进电子从原子轨道进

25、 入分子的成键轨道，入分子的成键轨道， 形成化学键。形成化学键。 （成键轨道）（成键轨道） （反键轨道反键轨道） 节面节面 有机化学绪论32 原子轨道与分子轨道的形状原子轨道与分子轨道的形状 有机化学绪论33 + -x y x y + - + 图图 1.4 原子轨道的交盖与对称性原子轨道的交盖与对称性 原子轨道组合成分子轨道必须满足的条件：原子轨道组合成分子轨道必须满足的条件： 1)1)能量相近能量相近 2)2)原子轨道相互原子轨道相互交盖程度越大，形成的键越稳定交盖程度越大，形成的键越稳定 3)3)对称性相同对称性相同 即组成分子轨道的原子轨道的符号（位即组成分子轨道的原子轨道的符号（位 相

26、）必须相同相）必须相同 。 有机化学有机化学绪论绪论34 分子轨道理论，电子分子轨道理论，电子离域离域。 虽然虽然分子轨道理论分子轨道理论对共价键的描述更为对共价键的描述更为确切确切，但由，但由 于于价键理论价键理论的定域描述比较的定域描述比较直观直观形象、易于理解，形象、易于理解， 因此在有机化学中使用较多的还是价键理论，只有因此在有机化学中使用较多的还是价键理论，只有 在一些具有明显在一些具有明显离域的体系离域的体系中才用分子轨道理论。中才用分子轨道理论。 有机化学有机化学绪论绪论35 1.4 共价键的性质共价键的性质 n共价键的性质是指共价键本身的一些属性，如键共价键的性质是指共价键本身

27、的一些属性，如键 长、键角、键能等。长、键角、键能等。 n 键长键长 n成成键键原子原子的原子的原子核核之间的之间的平均平均距距离离，称为键长。，称为键长。 n键长的单位通常用键长的单位通常用nm表示。表示。1nm=10 m 有机化学有机化学绪论绪论36 2. 2. 共价键的性质共价键的性质 键长键长 cc cc cc ch nm 0.154 0.134 0.120 0.109 注意：注意：1) 1) 不同的共价键具有不同的键长。不同的共价键具有不同的键长。 ch3ch3ch3ch=ch2ch3cch cc 键长 0.154 0.151nm0.146 nm nm 2) 2) 即使是同一类型的共

28、价键，在不同化合物的分即使是同一类型的共价键，在不同化合物的分 子中它们的键长也稍有不同。子中它们的键长也稍有不同。 键长反映共价键的强度键长反映共价键的强度 有机化学有机化学绪论绪论37 两价以上的原子在与其它原子成键时，键与键之间的夹角。两价以上的原子在与其它原子成键时，键与键之间的夹角。 c h h h h 109.5 o c ch3 ch3h h 112 o 106o o h3c ch3111o 键角反映了分子的空间形状键角反映了分子的空间形状. . 键角键角 有机化学有机化学绪论绪论38 n n形成或断裂共价键时，体系放出或吸收的能量。形成或断裂共价键时，体系放出或吸收的能量。 键能

29、键能反映共价键的反映共价键的强度强度，键能愈大则键愈稳定。，键能愈大则键愈稳定。 表表1.2 一些共价键的键能一些共价键的键能 共价键共价键键能键能/kjmol-1共价键共价键键能键能/kjmol-1 cc ch cn co cf 347 414 305 360 485 ccl cbr cc cc ci 339 285 218 611 837 键能键能 有机化学有机化学绪论绪论39 n n注意：键能并不完全等于键的离解能。注意：键能并不完全等于键的离解能。 n键的离解能：键的离解能： 在标况下（在标况下（101325pa、298k），）， 1mol气态分子完全离解为气态原子所吸收的能量。气态分

30、子完全离解为气态原子所吸收的能量。 n对于对于双双原子分子而言原子分子而言 键能键的离解能键能键的离解能 n对于对于多多原子分子而言原子分子而言 键能则泛指分子中几个同类键能则泛指分子中几个同类 型键的离解能的平值。型键的离解能的平值。 有机化学有机化学绪论绪论40 甲烷的键能与离解能甲烷的键能与离解能 n可见可见ch4中中4 个个ch的离解能并不相同。而的离解能并不相同。而ch4 的键能则是它们的平均值：的键能则是它们的平均值： nec h 414.25 kjmol 1 ch4ch3 . ch3 . ch2 . . ch2 . . ch . . . ch . . . c . . . . .h

31、 .h .h .h + + + + kj mol -1 . kj mol -1 . kj mol -1 . kj mol -1 . h1= h2= h3= h4= 423 439 448 347 有机化学有机化学绪论绪论41 1)1)共价键的类型：共价键的类型： 两个相同的原子成键两个相同的原子成键, , 电子云对称分布在两个原电子云对称分布在两个原 子之间。子之间。 hhclcl 极性共价键极性共价键( (polar covalent bonds) ): : 不同的原子成键时，由于原子的不同的原子成键时，由于原子的电负性电负性不同，使电不同，使电 负性较强原子一端的电子云密度较大。负性较强原

32、子一端的电子云密度较大。 键的极性和偶极矩键的极性和偶极矩 hcl clcl原子带有部分负电荷，记作原子带有部分负电荷，记作 h h带有部分正电荷，记作带有部分正电荷，记作 。 。 非极性共价键非极性共价键( (nonpolar covalent bonds) )： 有机化学有机化学绪论绪论42 偶极矩偶极矩 n2) 偶极矩偶极矩 () 是用来衡量键的是用来衡量键的极性大小极性大小的量的量 n正（或负）电荷中心的电荷值（正（或负）电荷中心的电荷值（q)与正负电荷中心之与正负电荷中心之 n间的距离间的距离(d)的乘积的乘积 qd n单位单位 ：库仑库仑米米 （cm）用用d( 德拜德拜 debye

33、 )表示表示 = 1.03 d hcl 偶极矩偶极矩( ( ) )有方向性有方向性 有机化学有机化学绪论绪论43 偶极矩偶极矩 偶极矩偶极矩( ( ) )有方向性有方向性 箭头由正端指向负端、指向电负性更大的原子。箭头由正端指向负端、指向电负性更大的原子。 hcl cc h3cch3 brbr o ch3ch2ch2ch3 = 1.03 d hcl 有机化学有机化学绪论绪论44 n3 3）分子的极性）分子的极性 n双双原子分子：原子分子：键的偶极矩即是分子的键的偶极矩即是分子的偶极矩偶极矩 多多原子分子：分子的原子分子：分子的偶极矩偶极矩是分子中所有键的是分子中所有键的 偶极矩的向量和偶极矩的

34、向量和 ch3clhclhcch 1.03d 1.87d 0 hcl cc h3cch3 brbr o ch3ch2ch2ch3 净偶极矩指向净偶极矩指向 有机化学有机化学绪论绪论45 键长越短，键能大，键就越稳定；键长越短，键能大，键就越稳定； 键长越长，键能小，键就越不稳定。键长越长，键能小，键就越不稳定。 共价键的共价键的键能键能和和键长键长反映键的强度，即分子反映键的强度，即分子 的热稳定性；的热稳定性；键角键角反映了分子的空间形状；反映了分子的空间形状；键键 的极性的极性和和偶极矩偶极矩反映了分子的化学反应活性和反映了分子的化学反应活性和 影响它们的物理性质。影响它们的物理性质。 有

35、机化学有机化学绪论绪论46 1.5 共价键的断裂共价键的断裂均裂和异裂均裂和异裂 n有机物在发生化学反应时，总是伴随着共价键的断有机物在发生化学反应时，总是伴随着共价键的断 裂的生成。共价键的断裂有两种方式裂的生成。共价键的断裂有两种方式均裂和异裂均裂和异裂。 n一、共价键的均裂一、共价键的均裂 n两原子间的共用电子对平均分配，两原子各保留一两原子间的共用电子对平均分配，两原子各保留一 个电子。个电子。共价键的这种断裂方式称共价键的这种断裂方式称键的均裂键的均裂。 n均裂的结果产生带有不成对单电子的均裂的结果产生带有不成对单电子的自由基自由基。 a b + ba cl cl hv cl+cl

36、ch h h h +cl hcl + h h h c 有机化学有机化学绪论绪论47 n两原子间的共用电子对在断键时，完全转移到其中一两原子间的共用电子对在断键时，完全转移到其中一 个原子上，个原子上，共价键的这种断裂方式称共价键的这种断裂方式称键的异裂键的异裂。 n共价键异裂的结果产生了共价键异裂的结果产生了带带正正电或电或负负电的离子。电的离子。 二、共价键的异裂二、共价键的异裂 异裂 c - + y+ c + + y - 碳负离子 碳正离子 cy 有机化学有机化学绪论绪论48 c + ch3 ch3 ch3 c . h h h (ch3)3c+的结构 sp2sp3 h3c 的结构 ch3

37、ch3 h c . (ch3)2ch的结构 . 碳正离子（碳正离子（carbocation）、碳负离子（）、碳负离子（carbanion）和）和 碳自由基均为高活性的物种，通常称为碳自由基均为高活性的物种，通常称为活性中间体活性中间体 （active intermediate）。）。 ch3c br ch3 ch3 c+ + brch3 ch3 ch3 - ch3chch2no2 h b- ch3chch2no2 + h b - 有机化学有机化学绪论绪论49 1.6 有机化学中的酸碱理论有机化学中的酸碱理论 n 无机化学中学过三种酸碱理论：无机化学中学过三种酸碱理论： n阿伦尼乌斯的阿伦尼乌斯

38、的电离理论电离理论、布伦斯特的布伦斯特的质子理论质子理论、路路 易斯的易斯的电子理论电子理论。 n电离理论：电离理论：在在水中水中电离出的阳离子全部是电离出的阳离子全部是h 的化合 的化合 物是酸。物是酸。 n质子理论：质子理论：能能给出给出h （质子） （质子）的化合物是酸。的化合物是酸。 n电子理论：电子理论：能接受电子对能接受电子对的化合物就是酸。的化合物就是酸。 n而而在在有机化学中主要应用的是有机化学中主要应用的是质子理论质子理论，如果用电，如果用电 子理论则会指明或指出是路易斯酸、路易斯碱。子理论则会指明或指出是路易斯酸、路易斯碱。 有机化学有机化学绪论绪论50 1.布伦斯特布伦斯

39、特(brnsted)酸碱质子酸碱质子理理论论 能给出能给出h h （质子） （质子）的化合物是酸的化合物是酸，能与质子结合的是碱。，能与质子结合的是碱。 酸(a)碱(b) + 质子(h+) hclh+ + cl- nh3 + h+nh4+ 酸 共轭碱 碱 共轭酸 hcl + ch3ch2och2ch3ch3ch2och2ch3 + cl- h + 酸 碱 碱的共轭酸 酸的共轭碱 有机化学绪论51 酸碱的概念是相对的酸碱的概念是相对的, , 在一个反应中是酸，而在另在一个反应中是酸，而在另 一个反应中却可以是碱。一个反应中却可以是碱。 h2so4h2o h3o+hso4- hso4- h2o h

40、3o+so42- 酸碱酸碱 oh nh2 + h3o+ oh +nh3 + h2o oh nh2 + oh- o- nh2 + h2o 有机化学绪论52 弱酸的共轭碱必是强碱：弱酸的共轭碱必是强碱： ch3coohch3coo + h+ 强酸的共轭碱必是弱碱：强酸的共轭碱必是弱碱： h2so4hso4+ h+ 弱碱弱碱强酸强酸 弱酸弱酸强碱强碱 有机化学绪论53 酸碱强度表示：酸碱强度表示：pka 、pkb 酸或碱越强，其酸或碱越强，其pk值越小（离解常数值越小（离解常数k值越大）。值越大）。 酸性越强，解离出质子后的共轭碱的碱性越弱。酸性越强，解离出质子后的共轭碱的碱性越弱。 hch3 hnh2 hoh nh2- oh- f- 酸性： ch3cooh h2o 共轭碱的碱性： ch3coo- 碱性：碱性：cl-ch3coo- （弱）（弱） （弱）（弱） 3 3、酸碱反应、酸碱反应 （弱酸）（弱酸）（弱碱）（弱碱） 有机化学有机化学绪论绪论57 oh naoh ona oh h2o nahco3 ona h2co3 下列反应能否进行？下列反应能否进行？ （弱酸）（弱酸） （