《有机化学》第1章 绪论

1、有机化合物有机化学研究对象C的杂化共价键研究内容结构命名来源性质自然界人工合成碳和碳是怎么连接的共用电子对理论 原子轨道重叠理论 共价键的饱和性共价键的方向性原子的资产外层电子共价键的两种理论：Organic一词的意思是有机的、有生命的因此，有机化合物的最初定义是指来源于动、植物体的物质 。1828年德国化学家伍勒（Whler)由无机物氰酸铵制得有机物尿素返回有机化合物的定义有机化学的研究范畴高 端为什么碳有四根共价键碳原子的杂化Sp3杂化Sp2杂化Sp杂化Sp3杂化6C2S2P2S2P跃迁杂化Sp3杂化轨道Sp2杂化6C2S2P2S2P跃迁杂化Sp2杂化轨道Sp2和sp3杂化轨道的形状大体相

2、似，只是由于s成分的逐渐增多，形状较胖，电负性较大。 Sp杂化6C2S2P2S2P跃迁杂化Sp杂化轨道判断杂化类型的方法通过分子形状判断 正四面体形： Sp3杂化 平面三角形：Sp2杂化 直线形：Sp杂化通过键个数判断 四根键： Sp3杂化 三根键： Sp2杂化 二根键： Sp杂化三种杂化轨道的区别轨道形状伸展方向电负性HCHC0.120nm0.106nmHCHC0.134nm0.108nmHCHC0.154nm0.110nmHHHHHH837KJ/mol611KJ/mol347KJ/molp21习题410/5/20221321页习题4分子的固定资产和流动资产键：头碰头成键键：肩并肩成键键的形

3、成原子轨道以“头碰头”的方式重迭交盖形成键键的特征轴对称，以键相连的二个原子能以键为轴做相对旋转稳定，键能高，不易断裂 有机分子中二个共价键之间的夹角，称为键角。键角 键与键之间的夹角。 键角与成键中心原子的杂化态有关，也受分子中其他原子的影响。 立体透视式的写法键的形成 两个p轨道之间以“肩并肩的方式相互交盖，或者说两个平行的p轨道之间侧面相交盖，所形成的共价键称为键。原子轨道以“肩并肩”的方式重迭交盖键的特性 由于原子核对电子的束缚力较小，故电子云容易极化，促使键易发生化学反应。 键不能自由旋转，由于双键是由一个键和一个键所组成的，所以双键不能自由旋转（烯烃的顺反异构）较弱，键能小，容易断

4、裂2022/10/572022/10/59肩并肩交叠 半充满的p 轨道形成一个 p 键返回10/5/2022有机反应类型-化学键是否改变取代反应加成反应消除反应10/5/2022化学反应就是旧键的断裂和新键的生成键的离解能：某一根键断裂或生成时所吸收或释放的能量键能：分子中某一类共价键断裂或生成时所吸收或释放能量的平均值p610/5/2022常见共价键的键能(kJmol”)共价键键能共价键键能O-H4644C-C3473C-F4853CC611N-H3891CO 3598C-Cl3389CN305. 4S-H3474C-Br28451、均裂（homolytic cleavage） 共价键断裂时

5、，共用电子对均等的被成键两个原子所分配，形成二个具有未配对电子的很活泼的原子或原子团，共价键的这种断裂方式称为均裂。这种很活泼的带有未共用电子的原子或原子团叫做游离基或自由基（free radical）,由共价键的均裂所引起的反应叫自由基反应。共价键的断裂方式10/5/2022反应中间体：碳自由基CCH3CH3CH310/5/2022产生自由基的条件光照（h）高温加热自由基引发剂（过氧化合物）二.异裂:共价键断裂时，形成共价键的一对电子全部保留 两个键合原子中的一个原子上，这种断裂方式称为共价键的异裂。共价键按异裂方式进行的反应称为离子型反应:亲电反应，亲核反应反应中间体：碳正离子CCH3CH

6、3CH3+10/5/2022有机反应类型-共价键的断裂方式自由基反应离子反应：亲电反应 / 亲核反应协同反应p9表1-210/5/2022有机反应的类型 大键使体系能量降低10/5/20221,3-丁二烯的结构(-共轭)共轭体系三个或三个以上互相平行的p轨道形成的大键。p75习题1310/5/20222022/10/5154共轭效应- 共轭：在单键，双键交替的有机分子中，共平面的原子上的p轨道相互重叠形成大键。共轭效应中键的离域使体系能量降低，分子稳定性增加。 p-共轭：与不饱和键相邻的原子上有p轨道的体系，是p-共轭体系。2022/10/5156能形成 p , - 共轭体系的除具有未共用电子

7、对的中性分子外，还可以是正、负离子或自由基 烯丙基正离子 烯丙基负离子 烯丙基自由基碳正离子，碳自由基稳定性的顺序？ 通常用下列方法表示离域(即超共轭作用)： 超 共 轭10/5/2022烯烃的稳定性四取代乙烯三取代乙烯二取代乙烯一取代乙烯乙烯原因:超共轭10/5/2022讨论：反应中间体的稳定性碳自由基321碳正离子321反应物反应中间体产物44页习题13，75页习题1110/5/2022十天干：表示碳原子个数伯，仲，叔，季：表示与碳原子相连的个数10/5/2022返回内 涵10/5/2022布朗斯特酸碱：酸是能给出质子的物质；碱是能接受质子的物质 路易斯酸碱：酸是能接受一对电子形成共价键的

8、物质；碱是能提供一对电子形成共价键的物质分子也有性别酸和碱：21页习题5分子中有正负电荷中心键的极性当两个相同的原子或原子团形成共价键时，分子的正、负电荷中心重合，这种键称为非极性共价键。形成共价键的两个原子的电负性不相同，成键电子云分布不对称，使键出现极性，这种类型的键称为极性共价键。键的可极化性（p7）10/5/2022若用表示部分电荷，+、 -分别表示部分正、负电荷，则极性共价键和非极性共价键可分别表示如下：+-非极性共价键 极性共价键 键的极性大小可定量的用偶极矩(dipole moment ）来表示，偶极矩等于正、负电荷中心距离（d）与其所带电荷（q）的乘积。=dq 偶极矩的单位为德

9、拜（Debye, Debye.Peter 荷兰物理学家),简写为D。1D=10-8cm 10-10静电单位。 比较不同杂化C-H键的极性亲电试剂和亲核试剂亲电试剂：带正电荷或缺电子的试剂亲核试剂：带负电荷或带有孤对电子的试剂10/5/2022诱导效应(Inductive effect) 由于分子内成键原子的电负性不同，而引起分子内电子云密度分布不均匀。这种影响沿分子链静电诱导地传递下去，这种分子内原子相互影响的电子效应诱导效应(I )诱导效应特点：沿饱和键链依次传递，沿不饱和键链交替传递诱导效应：随距离增加迅速衰减，超过4个化学键就可以忽略。2022/10/5160比较标准：以H为标准常见的吸

10、电子基团（吸电子诱导效应用-I表示）NO2 CN F Cl Br I CC OCH3 OH C6H5 C=C H常见的给电子基团（给电子诱导效应用+I表示）(CH3)3C (CH3)2C CH3CH2 CH3 H21页习题8诱导效应(Inductive effect)诱导效应应用：对有机化合物酸碱性的影响对离子稳定性的影响2.85 4.05 4.594.81pKa: 比较烷烃、烯烃、炔烃的酸性平衡是和谐的基础CCH3CH3CH3+吸电子效应使碳正离子不稳定，供电子效应使正离子稳定10/5/20222022/10/564解释双原子分子的极性就是其键的极性，偶极矩是矢量,方向从正电荷中心指向负电荷

11、中心,可书写如下：HCl偶极矩u=ed 分子的极性：多原子分子的极性是各个价键极性的矢量和。例如： 分子的极性影响化合物的沸点、熔点和溶解度等。 20页习题2，3不同杂化碳原子的比较不同碳原子的电负性：sp杂化碳原子sp2杂化碳原子sp3杂化碳原子偶极矩：端炔端烯（但极性较弱）。如： CH3CH2CCH CH3CH2CHCH2 2.6710-30 C.m 1.010-30 C.m 思考比较下列化合物极性大小：CCCH3ClCH3ClCCCH3ClCH3Cl和有机化合物的分类按碳链骨架分类按官能团分类（13页表1-4）14页思考题有机化合物构造式的写法（自学）结构简式和键线式有机化合物物理性质沸点熔点溶解度沸点沸点高低与分子间作用力大小有关。分子间作用力 氢键：分子中有氢键沸点较高 取向力：极性分子沸点大于非极性分子 诱导力 色散力：同系物中，碳原子数增加，沸点升高；同分异构体中直链化合物沸点大于支链化合物沸点。一、不同有机化合物沸点的比较： 分子间形成氢键的有机化合物（羧酸，醇，胺）极性有机化合物（醛、酮、卤代烃）非极性有机化合物（烷烃、醚）二、烷烃的沸点比较：1 、随烷烃相对分子质量增加而增大； 2 、分子支链愈多，沸点愈低。 思考比较下列化合物沸点大小：CCCH3ClCH3ClCCCH3ClCH3Cl和CH3CH