有机化学-第一章

1、L/O/G/O有机化学有机化学应化与环科教研室生命科学与化学系福建师范大学闽南科技学院福建师范大学闽南科技学院Organic chemistry 主讲主讲 马戎马戎TELTEL：1506048991015060489910QQQQ：62279186227918第一章第一章 绪论绪论 有机化合物与有机化学 有机化合物结构的表示法 共价键的形成 共价键的基本属性 键的极性在链上传递诱导效应 共价键的断裂方式与反应类型 有机化学反应中间体的概念 试剂的分类 酸碱的概念 溶剂的分类及溶剂化作用有机化合物与有机化学有机化合物与有机化学碳氢化合物碳氢化合物：分子中只含碳和氢两种元素的化合物：分子中只含碳和

2、氢两种元素的化合物，又称为，又称为烃烃。碳氢化合物是有机化合物的母体。碳氢化合物是有机化合物的母体。碳氢化合物的衍生物碳氢化合物的衍生物：碳氢化合物中的：碳氢化合物中的氢原子氢原子被其被其它原子或基团替代后的化合物。它原子或基团替代后的化合物。有机化合物有机化合物：含碳的化合物，或者碳烃化合物及其：含碳的化合物，或者碳烃化合物及其衍生物。可含衍生物。可含C C、H H、O O、N N、P P、S S等元素。等元素。有机化学有机化学：研究有机化合物的化学，是一门研究有研究有机化合物的化学，是一门研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用及有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用及有关理论和方法

3、的科学。关理论和方法的科学。一、基本概念一、基本概念1容易燃烧，CO2和H2O是主要燃烧产物；2液体化合物挥发性大；3固体化合物的熔点低，很少超过400；4不溶于水；5转化速度慢，副产物多，反应物转化率和产物的选择性很少达到100%；6有机化合物分子中原子一般以共价健相连结。 二、有机化合物的特点二、有机化合物的特点为什么叫为什么叫“有机有机”化合物？化合物？ 这与人类对物质世界认识过程有关。在历史上这与人类对物质世界认识过程有关。在历史上，最早从动植物中提取得到染料、药物和香料等，最早从动植物中提取得到染料、药物和香料等，因此人们认为只有有生命力的动植物能合成这类化因此人们认为只有有生命力的

4、动植物能合成这类化合物，其性质又明显不同于当时已知的无机物，就合物，其性质又明显不同于当时已知的无机物，就称为称为有机化合物有机化合物。尽管后来可以人工合成有机化合。尽管后来可以人工合成有机化合物，但有机化合物的名称仍沿用至今。物，但有机化合物的名称仍沿用至今。三、有机化学发展历史三、有机化学发展历史 有机化学的发展大体上分如下几个阶段：有机化学的发展大体上分如下几个阶段：建立有机化合物结构理建立有机化合物结构理论论(19(19世纪世纪6060年代年代) ) 建立立体化学建立立体化学(19(19世纪世纪7070年代年代) ) 各分支学科的形成各分支学科的形成(19(19世纪以后世纪以后) )分

5、析天然有机化合物分析天然有机化合物(18(18世纪末世纪末1919世纪初世纪初) )人工合成有机物人工合成有机物(19(19世纪初世纪初) ) 利用天然有机化合物利用天然有机化合物(18(18世纪前世纪前) )分离天然有机化合物分离天然有机化合物(18(18世纪末世纪末) )有机化学学科已经形成多种分支学科有机化学学科已经形成多种分支学科四、有机化学展望四、有机化学展望l 有机化学学科已经形成多种分支学科，并且从实验性学科发展成理论实验并重的学科。l 有机化学为基础的石油化工、医药、农药、涂料、合成材料工业已成为国民经济的支柱产业。l 有机化学是生物化工、功能材料、能源工业的基础。有机化学与生

6、物学结合促进生命科学的发展。l 在解决人类可持续发展遇到的重大问题，如能源、环境等问题中发挥重大作用。 五、学习有机化学应做好的准备五、学习有机化学应做好的准备 将大量素材进行总结归纳 举一反三、触类旁通，进行逻辑推理 对空间结构的想象 化学实验与验证，巩固有机化学知识学好有机化学的重要方法是：勤记忆、认真做练习题（作业）、善于归纳总结、会利用关键词和练习题、动手做实验、遇到问题及时解决。 有机化学是实践性非常强的学科，除了要做有机化学实验外，还需要到化工厂参观、实践，了解工业上如何应用、制备有机化合物。熟悉一两个生产过程，如果能用所学的有机化学知识解决生产中的实际问题就更好了。 六、学习有机

7、化学的方法六、学习有机化学的方法l 平时成绩（作业、期中考试和考勤）占平时成绩（作业、期中考试和考勤）占30%30%l 期末考试占期末考试占70%70%七、考核办法七、考核办法有机化合物结构的表示法有机化合物结构的表示法 一、基本概念一、基本概念分子的构造分子的构造：分子中原子间相互连结的顺序叫分子的构造。：分子中原子间相互连结的顺序叫分子的构造。构造式构造式：表示分子构造的化学式叫构造式。：表示分子构造的化学式叫构造式。有机化合物是含碳的化合物。碳与本身或其它的有机化合物是含碳的化合物。碳与本身或其它的 H H、O O、N N、P P、S S、X X 等原子以四个共价键相连。可形成碳链、碳环

8、、等原子以四个共价键相连。可形成碳链、碳环、也可以与杂原子（除也可以与杂原子（除C C以外的）形成杂链或杂环；碳原子以外的）形成杂链或杂环；碳原子可以单键、双键、叁键方式与自身或其它原子相连。因此可以单键、双键、叁键方式与自身或其它原子相连。因此分子式已不能表示唯一的化合物，必须用构造式表示。分子式已不能表示唯一的化合物，必须用构造式表示。二、有机化合物分子的构造须用构造式表示二、有机化合物分子的构造须用构造式表示 有机化合物为什么用构造式表示，而不用分子式表示？有机化合物为什么用构造式表示，而不用分子式表示？例例1 1：C C3 3H H7 7ClCl有哪些同分异构体？有哪些同分异构体？例例

9、2 2：C C4 4H H8 8有哪些同分异构体？有哪些同分异构体？三、构造式书写方法三、构造式书写方法路易斯构造式路易斯构造式：也称为电子构造式。用两个圆点表示形成共价健的两个电子，放到成键两原子之间。各原子的成键关系、价电子数清楚。短线构造式短线构造式：用一短线表示一个共价键，放在成键两原子间，书写麻烦，占篇幅。缩简构造式缩简构造式：把成键的两原子放在一起，必要时再用短线表示共价键，这是目前使用较为普遍的书写方法。键线式构造式键线式构造式：只表示出碳链或碳环（统称碳架或分子骨架）和除碳、氢原子以外的原子或基团与碳原子连接关系，在链或环的端点、折角处表示一个碳原子，这种方法简便，表示清楚。被

10、普遍接受。例如：例如：共价键的形成共价键的形成 1 1价键理论价键理论从形成共价健的电子只处于形成共价键两原子从形成共价健的电子只处于形成共价键两原子之间的之间的定域定域观点出发，解决分子中原子间互相连观点出发，解决分子中原子间互相连结（成键）问题的理论是价键理论。结（成键）问题的理论是价键理论。杂化轨道理杂化轨道理论论是它的发展，这种方法处理的结果，对分子的是它的发展，这种方法处理的结果，对分子的空间形象描述得直观、清楚、容易理解，是常用空间形象描述得直观、清楚、容易理解，是常用的方法。的方法。2分子轨道理论一、处理有机化合物分子中共价键的两种理论一、处理有机化合物分子中共价键的两种理论基本

11、思路基本思路：在形成化学键时，原子的不同能级的价轨道进：在形成化学键时，原子的不同能级的价轨道进行行 混合混合 即即 杂化杂化 ，形成新的价轨道，价电子的排布也随，形成新的价轨道，价电子的排布也随之改变，与其它原子接近形成共价键。应理解成之改变，与其它原子接近形成共价键。应理解成“杂化杂化”、“成键成键”等过程是同时完成的。等过程是同时完成的。碳原子的电子组态：碳原子的电子组态：1s1s2 2 2s 2s2 2 2px 2px1 1 2py 2py1 1 2pz 2pz，其中，其中2s2s2 2 2px2px1 1 2py 2py1 1 2pz 2pz为价轨道，其中的电子为价电子。为价轨道，其

12、中的电子为价电子。二、用杂化轨道法处理碳原子形成的共价键二、用杂化轨道法处理碳原子形成的共价键洪特规则：在能量相等的轨道上，自旋平行的电子数目最多时，原子的能量最低。1 1spsp3 3杂化杂化 2s2s轨道与三个轨道与三个2p2p轨道杂化形成四个能级相等、形状相同轨道杂化形成四个能级相等、形状相同的的spsp3 3杂化轨道，每个轨道中一个电子。杂化轨道，每个轨道中一个电子。spsp3 3轨道形状轨道形状四个轨道互成四个轨道互成109.5109.5o o的角，指向四面体的四个顶角。四个的角，指向四面体的四个顶角。四个氢原子沿氢原子沿spsp3 3轨道的对称轴方向接近轨道的对称轴方向接近C C原

13、子，原子，H H的的1s1s轨道与轨道与spsp3 3轨道的电子云能最大限度的重叠，形成四个稳定的，轨道的电子云能最大限度的重叠，形成四个稳定的，彼此夹角为彼此夹角为109.5109.5o o的的C-HC-H键键，即为甲烷，即为甲烷CHCH4 4分子，甲烷分分子，甲烷分子的形状是四面体，子的形状是四面体，C C原子在四面体的中心，四个氢原子原子在四面体的中心，四个氢原子在四个顶角上。在四个顶角上。甲烷的甲烷的CH键键C的四个的四个sp3轨道轨道如果如果C C的的spsp3 3轨道与一个碳的轨道与一个碳的spsp3 3轨道沿着各自的对称轴成键轨道沿着各自的对称轴成键，就形成，就形成C-C C-C

14、 键键，这是，这是C C原子能形成碳链和碳环的化学原子能形成碳链和碳环的化学键的基础。键的基础。 C C的的spsp3 3轨道也可以与卤原子的轨道也可以与卤原子的p p 轨道重叠，形成轨道重叠，形成C-XC-X键键。因此氯甲烷的分子形状应与甲烷形状。因此氯甲烷的分子形状应与甲烷形状相似。相似。同样，同样，C C的的spsp3 3轨道可以与轨道可以与O O、N N等元素也形成等元素也形成C-OC-O、C-NC-N等等键键。键的特点：键的特点：成键两原子可以绕两原子间连线（键轴）旋转，成键两原子可以绕两原子间连线（键轴）旋转，键不断裂，旋转的结果改变了原子的空间排列。键不断裂，旋转的结果改变了原子

15、的空间排列。2 2spsp2 2杂化杂化 碳原子的碳原子的2s 2s 轨道与二个轨道与二个2p 2p 轨道杂化，形成三轨道杂化，形成三个能量相等、形状相同的个能量相等、形状相同的spsp2 2轨道。每个轨道中有轨道。每个轨道中有一个价电子，一个价电子，z z轨道也有一个电子。轨道也有一个电子。 三个三个spsp2 2轨道互成轨道互成120120o o，在同一个平面上，在同一个平面上, ,与与未杂化的未杂化的2pz2pz轨道垂直。轨道垂直。碳的碳的spsp2 2和和pzpz轨道轨道pzpzpzpz轨道轨道两个两个spsp2 2杂化的杂化的C C原子沿着各自原子沿着各自spsp2 2轨道轴接近重叠

16、，形成轨道轴接近重叠，形成C-CC-C的的键，与此同时两个键，与此同时两个2pz2pz轨道也接近轨道也接近, ,从从P P轨道的侧面互轨道的侧面互相重叠，形成相重叠，形成C-CC-C键键，即，即C=CC=C重键同时形成。剩下的四个重键同时形成。剩下的四个spsp2 2轨道与四个氢原子的轨道与四个氢原子的1S1S轨道重叠，形成四个轨道重叠，形成四个C-HC-H键，键，即乙烯分子。即乙烯分子。 在乙烯分子中，在乙烯分子中，C=CC=C重键中两个键是不一样的。重键中两个键是不一样的。键键强度大，是轴对称。强度大，是轴对称。 键强度小，是面对称的。键强度小，是面对称的。 健的健的对称面垂直于对称面垂直

17、于 C-CC-C 和四个和四个 C-HC-H 键所在的平面，这个对称键所在的平面，这个对称面把四个面把四个 C-HC-H 键（四个键（四个H H原子）分在其两边，由于原子）分在其两边，由于 键键的存在，的存在，C=CC=C键不能绕两原子连线旋转，若旋转需施一个键不能绕两原子连线旋转，若旋转需施一个能量，使能量，使C-CC-C 键破裂。键破裂。乙烯的分子结构乙烯的分子结构3 3spsp杂化杂化 碳原子的碳原子的2s2s轨道与一个轨道与一个2p2p轨道杂化，形成两个轨道杂化，形成两个能量相等、形状相同的能量相等、形状相同的s s轨道，轨道，P P轨道中也各有一轨道中也各有一个电子。个电子。 两个两

18、个spsp杂化轨道互成杂化轨道互成180180，在一条直线上的两个，在一条直线上的两个spsp轨轨道与未杂化的道与未杂化的2py2py、2pz2pz轨道所在的平面垂直，轨道所在的平面垂直，2py2py、2pz2pz也也互相垂直。两个互相垂直。两个spsp轨化的轨化的C C原子沿着各自原子沿着各自spsp轨道轴接近，轨道轴接近，形成形成C-CC-C键。与此同时，两个键。与此同时，两个2py2py和两个和两个2pz2pz轨道也互相轨道也互相接近，从接近，从p p轨道的侧面重叠，形成两个轨道的侧面重叠，形成两个C-CC-C键，即键，即CCCC叁重键同时形成。两个叁重键同时形成。两个spsp轨道与两个

19、轨道与两个H H的的1S1S轨道形成两个轨道形成两个C-HC-H键，即乙炔分子形成。键，即乙炔分子形成。 碳的碳的spsp、2py2py、2pz2pz轨道轨道在乙炔分子中，在乙炔分子中，CCCC叁重键中，一个叁重键中，一个键，键，两个强度相等的两个强度相等的键，这两个键，这两个键互相垂直，键互相垂直，电子密度大形成筒状。电子密度大形成筒状。CCCC两个原子也不能绕其两个原子也不能绕其连线旋转。连线旋转。 乙炔的乙炔的键键乙炔的两个乙炔的两个键键乙炔三重键电子云乙炔三重键电子云4 4spsp3 3、spsp2 2、spsp轨道的比较轨道的比较 spsp3 3、spsp2 2、spsp杂化轨道的形

20、状相似，都是轴对称。但其杂化轨道的形状相似，都是轴对称。但其中中S S轨道成分不同，其能量和电负性都有差异，由它们形轨道成分不同，其能量和电负性都有差异，由它们形成的各种成的各种键的强度不同，含键的强度不同，含s s成分多的轨道能量低，电成分多的轨道能量低，电负性大。负性大。spsp3 3、spsp2 2、spsp轨道可以和自身或相互间形成轨道可以和自身或相互间形成C-CC-C键，形成饱键，形成饱和的、不饱和的碳链或碳环如：和的、不饱和的碳链或碳环如： C CC CC CC CC C spsp3 3spsp2 2spsp2 2spspspsp也都能与其它原子形成如也都能与其它原子形成如 C C

21、X X、C CO O、C CN N等等 键。键。 课堂练习课堂练习1.1.下列说法正确的是：下列说法正确的是：（1 1）甲烷的五个原子在同一平面）甲烷的五个原子在同一平面（2 2）甲烷分子是正四面体结构）甲烷分子是正四面体结构（3 3）乙烯分子是平面结构）乙烯分子是平面结构（4 4）乙烯分子可以沿碳碳双键键轴旋转）乙烯分子可以沿碳碳双键键轴旋转2.2.对于乙炔分子的构型正确的是：对于乙炔分子的构型正确的是： （ ）A A四个原子成正四边形四个原子成正四边形 B B四个原子成平行四边形四个原子成平行四边形C C四个原子成一条直线四个原子成一条直线 D D四个原子在一条折线四个原子在一条折线 C

22、C共价键的基本属性共价键的基本属性一、讨论共价键性质的重要性一、讨论共价键性质的重要性为什么要讨论共价键的性质？共价健的基本性质为什么要讨论共价键的性质？共价健的基本性质是什么？是什么？有机化合物中原子都是共价键连结的，共价键有机化合物中原子都是共价键连结的，共价键决定了有机化合物的性质，因此要研究共价键决定了有机化合物的性质，因此要研究共价键的性质。的性质。共价键的基本性质包括共价键的基本性质包括键长、键角、键能和键键长、键角、键能和键的极性的极性。二、键长二、键长1键长（又称键距）键长（又称键距）：形成共价键的两个原子核之间的形成共价键的两个原子核之间的距离称为键长。距离称为键长。下边的图

23、是形成共价键的两个原子a、b示意图 r1r1：b b原子的范德华半径原子的范德华半径r2: br2: b原子的共价半径原子的共价半径r3: ar3: a原子的共价半径原子的共价半径r4: ar4: a原子的范德华半径原子的范德华半径 d d：a a、b b两原子的键长两原子的键长2.2.影响键长的因素：影响键长的因素： 常见共价键的键长常见共价键的键长从上表可以看出：从上表可以看出：1 1）不同原子成键，同一族元素原子的键长与原子）不同原子成键，同一族元素原子的键长与原子半径有关，半径大，键长长；同一周期元素原子半径有关，半径大，键长长；同一周期元素原子的键长与电负性有关，电负性大，键长短。的

24、键长与电负性有关，电负性大，键长短。2 2）相同原子成键键长：单键）相同原子成键键长：单键 双键双键 三键。三键。 同一个原子至少与两个原子成键时，键与键之间同一个原子至少与两个原子成键时，键与键之间的夹角称为的夹角称为键角键角。键角的大小与成键原子特别是成键的中心原子的键角的大小与成键原子特别是成键的中心原子的杂化状态有关，也受分子中的其它原子的影响。杂化状态有关，也受分子中的其它原子的影响。三、键角三、键角1概念 由原子形成共价键所放出的能量，或共价键裂由原子形成共价键所放出的能量，或共价键裂成两个原子所吸收的能量称为该键的成两个原子所吸收的能量称为该键的键能键能。键能。键能的单位：的单位

25、：kJ/molkJ/mol。例例1 1：H H2 2(g)(g)2H2H。吸收。吸收436.0436.0kJ/molkJ/mol能量，即能量，即H HH H键的键能，也称为键的键能，也称为H HH H的解离能（用的解离能（用E Ed=436.0kJ/mold=436.0kJ/mol表示）。表示）。四、键能四、键能例2：甲烷分子中有四个C-H键，其解离能如下：每一种每一种C-HC-H键的解离能键的解离能E Ed d不相等不相等 在甲烷中在甲烷中C-HC-H的键能是各的键能是各C-HC-H健解离能的平均值：健解离能的平均值：（423+439+448+347423+439+448+347）/4=41

26、4/4=414kJ/molkJ/mol1 1键的极性键的极性 1.1.）什么叫键的极性）什么叫键的极性两个电负性不同的原子形成共价键，成键的两电子的电两个电负性不同的原子形成共价键，成键的两电子的电子云非均匀分布在两原子的周围，电负性大的原子周围有子云非均匀分布在两原子的周围，电负性大的原子周围有较多的电子云，电负性小的原子周围有较少的电子云，即较多的电子云，电负性小的原子周围有较少的电子云，即键的两端出现微小正、负极，常用键的两端出现微小正、负极，常用+和和-表示，这种现表示，这种现象称为键的极性，这种键称为象称为键的极性，这种键称为极性共价键极性共价键。例如：。例如： 五、键的极性和极化性

27、五、键的极性和极化性 如果形成共价键的两原子电负性相同，成键电子均匀如果形成共价键的两原子电负性相同，成键电子均匀分布在两原子周围，这种键无极性，称为分布在两原子周围，这种键无极性，称为非极性共价键非极性共价键。例：例：H-HH-H，Cl-ClCl-Cl，CHCH3 3-CH-CH3 3等。等。2.)2.)键极性的度量键极性的度量定性的相对比较定性的相对比较键的极性大小主要取决于成键两原子的电负性值之差键的极性大小主要取决于成键两原子的电负性值之差例如，例如，H-OH-O键的极性大于键的极性大于H-NH-N键的极性。键的极性。下面表中的电负性值应该记住。下面表中的电负性值应该记住。常见元素的电

28、负性值（近似值）常见元素的电负性值（近似值）由键偶极矩（又称键矩）来度量。由键偶极矩（又称键矩）来度量。式中式中 = =q qd d : :键偶极矩键偶极矩单位：单位：C Cm m（库仑（库仑米）米） q q: :正电荷或者负电荷中心电量正电荷或者负电荷中心电量 单位：单位：C C（库仑）（库仑） d d : :正负电荷中心间距离正负电荷中心间距离 单位：单位：m m（米）（米）偶极距是向量偶极距是向量, ,用一箭头表示指向键的负电荷端用一箭头表示指向键的负电荷端. .如如: : 2 2极性分子极性分子 分子的极性由组成分子的各共价键极性决定。双原子分分子的极性由组成分子的各共价键极性决定。双

29、原子分子，键的偶极矩就是分子的偶极矩。多原子分子，各键偶子，键的偶极矩就是分子的偶极矩。多原子分子，各键偶极矩的向量和就是分子的偶极矩极矩的向量和就是分子的偶极矩。例如CHCH4 4的偶极矩为零，的偶极矩为零， 非极性分子非极性分子CHCH3 3ClCl的偶极矩为的偶极矩为6.24X106.24X10-30-30CmCm 极性分子极性分子六、练习题六、练习题1判断下列叙述的正确性判断下列叙述的正确性: 甲烷分子的四个甲烷分子的四个C-HC-H的解离能相等的解离能相等甲烷分子的四个甲烷分子的四个C-HC-H的解离能不相等的解离能不相等甲烷分子的甲烷分子的C-HC-H键能相等键能相等甲烷分子的甲烷

30、分子的C-HC-H键能不相等键能不相等键能就是键的解离能键能就是键的解离能分子中的各种键的键能等于同种键的解离能的平均值分子中的各种键的键能等于同种键的解离能的平均值 2 2定性地画出定性地画出CHCH2 2ClCl2 2分子的偶极矩。分子的偶极矩。 键的极性在链上传递键的极性在链上传递诱导效应诱导效应 一、卤代羧酸的酸性一、卤代羧酸的酸性1 1取代酸的酸性取代酸的酸性 羧酸的酸性大小羧酸的酸性大小, ,可用酸在水溶液中解离平衡常数表示可用酸在水溶液中解离平衡常数表示: :测得各种羧酸的测得各种羧酸的p pK Ka a值如下表：值如下表：从表中从表中p pK Ka a值可归纳出酸性变化的规律：

31、值可归纳出酸性变化的规律： 乙酸中的氢被卤原子取代，酸性增强；被烷基取乙酸中的氢被卤原子取代，酸性增强；被烷基取代，酸性变弱。代，酸性变弱。 在烃基的同一位置引入的卤原子数多，酸性增加在烃基的同一位置引入的卤原子数多，酸性增加的多；引入烷基多，酸性变弱的多。的多；引入烷基多，酸性变弱的多。 引进的卤原子离羧基近，酸性大。引进的卤原子离羧基近，酸性大。 引进卤原子形成的碳卤键极性大，酸性增加。引进卤原子形成的碳卤键极性大，酸性增加。 2 2诱导效应诱导效应为什么产生这种现象呢？怎样解释这种规律呢？为什么产生这种现象呢？怎样解释这种规律呢？卤原子取代氢原子后形成卤原子取代氢原子后形成X-CX-C极

32、性键，使成键电子对极性键，使成键电子对偏向卤原子（偏向卤原子（XCXC），与这个），与这个X-CX-C键相接的共价键的键相接的共价键的成键电子对受极性键的影响产生极化，如此影响下去，成键电子对受极性键的影响产生极化，如此影响下去，XCC=OOH,XCC=OOH,到羟基的到羟基的O-HO-H时，使时，使O OH H的成键电的成键电子对也偏向氧原子子对也偏向氧原子,H,H原子容易以质子原子容易以质子H H+ +的形式离开，的形式离开，酸性变大。酸性变大。诱导效应：诱导效应：由极性键诱导作用产生的沿价键链传递的电子对由极性键诱导作用产生的沿价键链传递的电子对偏移效应称为偏移效应称为诱导效应诱导效应(

33、inductive effect)(inductive effect)，又称为，又称为I I效应。效应。3 3诱导效应作用的范围诱导效应作用的范围诱导效应沿价键链传递，随着价键链的增长而衰减，一诱导效应沿价键链传递，随着价键链的增长而衰减，一般传递般传递三个化学健三个化学健后，诱导效应的影响可以忽略不计，后，诱导效应的影响可以忽略不计，计计算含氯的碳链上原子静电荷分布情况为：算含氯的碳链上原子静电荷分布情况为：1 1以醋酸为标准判断取代基的电子性能以醋酸为标准判断取代基的电子性能 以醋酸分子甲基上的氢为参考标准（以醋酸分子甲基上的氢为参考标准（H HCHCH2 2COOHCOOH）测其）测其p

34、 pK Ka a值。取代基值。取代基X X取代取代H H原子以后，原子以后， 中的中的X X产生产生吸吸电子的诱导效应电子的诱导效应(-I(-I效应效应) )时，使醋酸的时，使醋酸的p pK Ka a变小，称变小，称X X为为吸吸电子基电子基。取代基。取代基Y Y取代取代H H原子后，原子后， 产生产生推电子的推电子的诱导效应诱导效应(+I(+I效应效应) )时，使醋酸时，使醋酸p pK Ka a变大，称变大，称Y Y为为推电子基推电子基。取代基取代基X X、Y Y可以是原子，也可以是基团。可以是原子，也可以是基团。吸电子基又称拉电子基，推电子基又称给电子基或供电吸电子基又称拉电子基，推电子基

35、又称给电子基或供电子基。子基。二、取代基的推电子效应和拉电子效应二、取代基的推电子效应和拉电子效应测定测定X X、Y Y取代醋酸的取代醋酸的p pK Ka a值，可以把取代基按值，可以把取代基按p pK Ka a由小到大由小到大排列顺序，即取代基吸电子能力从大到小的顺序：排列顺序，即取代基吸电子能力从大到小的顺序： 排在排在-H-H前面的取代基是吸电子基，排在前面的取代基是吸电子基，排在H H后面的取代基是后面的取代基是推电子基推电子基。具有。具有+I+I效应的取代基还有少数负离子，如：效应的取代基还有少数负离子，如： -O-O- -,-COO,-COO- -2 2取代基推、拉电子性能的相对性

36、取代基推、拉电子性能的相对性上面的取代基推、拉电子性能的顺序是近似的上面的取代基推、拉电子性能的顺序是近似的，是由测定取代醋酸的，是由测定取代醋酸的p pK Ka a值得到的，有值得到的，有相对性相对性。当这些取代基连结到其他化合物上，由于分子中当这些取代基连结到其他化合物上，由于分子中原子的互相作用，会使上述取代基的诱导效应有原子的互相作用，会使上述取代基的诱导效应有所改变。所改变。 三、动态诱导效应三、动态诱导效应 上面讨论的由极性键引起的诱导效应称为上面讨论的由极性键引起的诱导效应称为静态诱导效应静态诱导效应。在外电场存在时，由外电场的影响会产生键的极化作用。在外电场存在时，由外电场的影

37、响会产生键的极化作用，极化键产生的诱导作用称为，极化键产生的诱导作用称为动态诱导效应动态诱导效应。 在某些情况下，动态诱导效应的影响要比静态诱导效在某些情况下，动态诱导效应的影响要比静态诱导效应的影响大。如在化学反应过程中，动态诱导效应的影响应的影响大。如在化学反应过程中，动态诱导效应的影响比静态诱导效应大得多。比静态诱导效应大得多。共价键的断裂方式与反应类型共价键的断裂方式与反应类型 1 1共价键的均裂共价键的均裂 X:YX:YXX+ + Y Y共价键断裂时形成共价键的两电子平均分到形成共价的两共价键断裂时形成共价键的两电子平均分到形成共价的两原子或基团上的断裂方式，称原子或基团上的断裂方式

38、，称共价键的均裂共价键的均裂。形成的带有。形成的带有一个或几个未配对电子的原子或基团称为一个或几个未配对电子的原子或基团称为自由基自由基（或游离（或游离基），自由基是电中性的。基），自由基是电中性的。一、有机反应中共价键的断裂方式一、有机反应中共价键的断裂方式共价键均裂的反应称为共价键均裂的反应称为均裂反应均裂反应，也称为，也称为自由基型反应自由基型反应。 产生均裂反应的条件：产生均裂反应的条件： 共价键本身多数为非极性共价键共价键本身多数为非极性共价键 光照、受热（高温）、电磁辐射等外界条件光照、受热（高温）、电磁辐射等外界条件 自由基引发剂的引发自由基引发剂的引发2 2共价键的异裂共价键的

39、异裂 X:YX:YX:X:- -+ +Y Y+ + X:Y X:YXX+ + +Y:Y:- - 共价键断裂时，形成共价健的两个电子，非均匀的分在形共价键断裂时，形成共价健的两个电子，非均匀的分在形成共价键的两原子或基团上，形成带有一对电子的负离子成共价键的两原子或基团上，形成带有一对电子的负离子和未带电子的正离子，这种断裂方式称为和未带电子的正离子，这种断裂方式称为共价键的异裂共价键的异裂。共价键异裂的反应称为共价键异裂的反应称为异裂反应异裂反应，也称为，也称为离子型反应离子型反应。 产生异裂反应的条件：产生异裂反应的条件： 共价键本身多数为极性共价键，极性越强，越易异裂共价键本身多数为极性共

40、价键，极性越强，越易异裂 催化剂的作用催化剂的作用 多数是极性试剂作用的结果多数是极性试剂作用的结果 溶剂是极性的溶剂是极性的 二、有机反应的类型二、有机反应的类型1 1自由基型反应自由基型反应2 2离子型反应离子型反应3 3协同反应（周环反应）协同反应（周环反应）自由基型反应自由基型反应自由基取代反应自由基取代反应自由基加成反应自由基加成反应离子型反应离子型反应取代反应取代反应亲电取代反应亲电取代反应亲核取代反应亲核取代反应加成反应加成反应亲电加成反应亲电加成反应亲核加成反应亲核加成反应有机化学反应中间体的概念有机化学反应中间体的概念 一、反应中间体一、反应中间体： 多数有机反应不是一步完成

41、的，经过几步反应完成，在多数有机反应不是一步完成的，经过几步反应完成，在反应过程中生成中间体。这些中间体是反应过程中生成中间体。这些中间体是 短寿命短寿命 的物种，的物种，很难分离出来，（故又称为很难分离出来，（故又称为活性中间体活性中间体），但用现代仪器），但用现代仪器可以测定出来。中间体来自共价键的均裂和异裂，如可以测定出来。中间体来自共价键的均裂和异裂，如碳自碳自由基、碳正离子、碳负离子由基、碳正离子、碳负离子，都是反应中间体。，都是反应中间体。二、碳正离子二、碳正离子 碳正离子是平面形结构，带正电荷的碳正离子是平面形结构，带正电荷的 C C 原子是原子是spsp2 2杂化杂化状态，三个

42、状态，三个spsp2 2轨道与其它原子形成三个轨道与其它原子形成三个键，处于一个键，处于一个平面内。未杂化的平面内。未杂化的pzpz轨道是空的，无电子。轨道是空的，无电子。(CH(CH3 3) )3 3C C+ +的结构的结构三、碳负离子三、碳负离子 碳负离子是四面体结构，带负电荷的碳负离子是四面体结构，带负电荷的C C原子是原子是spsp3 3杂化状杂化状态，三个态，三个spsp3 3轨道与其它原子形成三个轨道与其它原子形成三个键，另一个键，另一个spsp3 3杂杂化轨道。化轨道。（CHCH3 3）3 3C C- -的结构的结构四、碳自由基四、碳自由基 大多数碳自由基是平面结构，带有未配对电

43、子的碳原子大多数碳自由基是平面结构，带有未配对电子的碳原子是是spsp2 2杂化状态。三个杂化状态。三个spsp2 2轨道与其它原子形成轨道与其它原子形成键，在一键，在一个平面内，单电子处于未杂化的个平面内，单电子处于未杂化的 p p 轨道中。随着三个轨道中。随着三个键连结的原子或碳架不同，键连结的原子或碳架不同，C C 原子由原子由spsp2 2杂化逐步转向杂化逐步转向spsp3 3杂化，碳自由基由平面结构，经过扁平的四面体结构变成杂化，碳自由基由平面结构，经过扁平的四面体结构变成四面体结构。四面体结构。CHCH3 3. .的结构的结构试剂的分类试剂的分类 有机反应有自由基型反应和离子型反应

44、，相应的反应试剂有机反应有自由基型反应和离子型反应，相应的反应试剂分别为自由基试剂和离子试剂。离子试剂又分为分别为自由基试剂和离子试剂。离子试剂又分为亲电试剂亲电试剂和亲核试剂和亲核试剂。一、自由基试剂一、自由基试剂在光或热作用下，能发生均裂形成自由基引起反应的在光或热作用下，能发生均裂形成自由基引起反应的试剂称为试剂称为自由基试剂自由基试剂，卤素是自由基试剂。，卤素是自由基试剂。二、亲电试剂二、亲电试剂 在反应过程中，如果试剂从有机化合物中与它反应的在反应过程中，如果试剂从有机化合物中与它反应的那个原子获得电子对，并与之共有形成化学键，这种试剂那个原子获得电子对，并与之共有形成化学键，这种试

45、剂称做称做亲电试剂亲电试剂。如：。如：亲电试剂多数是正离子或缺电子物种亲电试剂多数是正离子或缺电子物种。有机化合物与亲电试剂的反应称为有机化合物与亲电试剂的反应称为亲电反应亲电反应。如：。如：三、亲核试剂三、亲核试剂 在反应中，如果试剂把电子对给予有机化合物与它反在反应中，如果试剂把电子对给予有机化合物与它反应的那个原子，并与之共有形成化学键，这种试剂称为应的那个原子，并与之共有形成化学键，这种试剂称为亲亲核试剂核试剂。如：。如： 亲核试剂多数是负离子和有孤对电子的物种亲核试剂多数是负离子和有孤对电子的物种。有机化合物与亲核试剂的反应称为有机化合物与亲核试剂的反应称为亲核反应亲核反应。如：。如

46、：四、试剂的相对性四、试剂的相对性 有些试剂，有些试剂，如如H H2 2O O，可以是亲核试剂，也可以是亲电试，可以是亲核试剂，也可以是亲电试剂剂，取决于有机物和反应条件。有些试剂，如，取决于有机物和反应条件。有些试剂，如ClCl2 2，在高，在高温或光照下是自由基试剂，而在极性条件下是亲电试剂。温或光照下是自由基试剂，而在极性条件下是亲电试剂。又如又如HBrHBr在有过氧化物时是自由基试剂，而在极性条件下在有过氧化物时是自由基试剂，而在极性条件下是亲电试剂。是亲电试剂。五、亲核反应和亲电反应的判别五、亲核反应和亲电反应的判别 在下述反应中，在下述反应中，CHCH3 3CHCH2 2O O-

47、-和和BrBr- -是亲核试剂，是亲核试剂，NaNa+ +和和CHCH3 3+ +属亲电试剂，这个反应是亲核反应还是亲电反应呢？属亲电试剂，这个反应是亲核反应还是亲电反应呢？ CHCH3 3CHCH2 2ONa+CHONa+CH3 3BrBrCHCH3 3CHCH2 2OCHOCH3 3+NaBr+NaBr为了统一认识，人为规定一个标准为了统一认识，人为规定一个标准: :以反应中最先与碳原以反应中最先与碳原子形成共价键的试剂为标准，上述反应子形成共价键的试剂为标准，上述反应CHCH3 3CHCH2 2O O- -是最先与是最先与碳原子形成共价键的试剂，此反应是亲核反应。碳原子形成共价键的试剂，

48、此反应是亲核反应。 酸碱的概念酸碱的概念能给出质子的物种为酸能给出质子的物种为酸如：如：HClHCl、CHCH3 3COOHCOOH、能接受质子的物种为碱能接受质子的物种为碱如：如：Cl-Cl-、CHCH3 3COO-COO-、一、质子酸碱理论一、质子酸碱理论电子酸碱理论是路易斯在电子酸碱理论是路易斯在2020世纪世纪3030年代提出来的，这种酸年代提出来的，这种酸碱称为碱称为路易斯酸碱，简称路易斯酸碱，简称L L酸碱酸碱。能够接收电子对的物种是酸能够接收电子对的物种是酸如：如：BFBF3 3、AlClAlCl3 3、H H+ +能够提供电子对的物种是碱能够提供电子对的物种是碱如：如：NHNH

49、3 3、H H2 2O O、RORROR二、电子酸碱理论二、电子酸碱理论路易斯碱是亲核试剂，路易斯酸是亲电试剂。路易斯碱是亲核试剂，路易斯酸是亲电试剂。 例如例如：CH2CH3CH2CH3FBFF+FBFOFCH2CH3CH2CH3O有机化合物反应常用有机化合物反应常用H+、BF3、AlCl3、ZnCl2、FeBr3等路易斯酸做催化剂。等路易斯酸做催化剂。1.5.4 质子酸碱与电子酸碱比较质子酸碱与电子酸碱比较 1. 质子酸碱与电子酸碱的范围是不一致的。质子酸碱与电子酸碱的范围是不一致的。 2. 路易斯酸的范围比质子酸的范围大。路易斯酸的范围比质子酸的范围大。 3. 路易斯酸碱几乎包括了所有的

50、无机化合物和有路易斯酸碱几乎包括了所有的无机化合物和有机化合物。因此路易斯酸碱又称为广义酸碱。机化合物。因此路易斯酸碱又称为广义酸碱。溶剂的分类及溶剂化作用溶剂的分类及溶剂化作用 一、溶剂在有机化反应的作用一、溶剂在有机化反应的作用 不同类型反应需要不同溶剂，自由基反应需要非极不同类型反应需要不同溶剂，自由基反应需要非极性溶剂，离子型反应需要极性溶剂。性溶剂，离子型反应需要极性溶剂。 溶剂能改变离子型反应的反应速度，还可能改变反溶剂能改变离子型反应的反应速度，还可能改变反应机理。应机理。 溶剂的极性和溶剂化能力是影响离子型反应的两个溶剂的极性和溶剂化能力是影响离子型反应的两个重要因素重要因素。 二、溶剂的分类二、溶剂的分类1 1按溶剂的极性分类按溶剂的极性分类 溶剂的极性通常与溶剂的介电常数溶剂的极性通常与溶剂的介电常数( (/F/Fm m-1-