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文档简介
人教版初中物理知识点总结归纳(特详细)初中物理学问点
第一章
声现象学问归纳
1
.
声音的发生:由物体的振动而产生。振动停顿,发声也停顿。
2.声音的传播:声音靠介质传播。真空不能传声。通常我们听到的声音是靠空气传来的。
3.声速:在空气中传播速度是:340米/秒。声音在固体传播比液体快,而在液体传播又比空气体快。
4.利用回声可测距离:S=1/2vt
5.乐音的三个特征:音调、响度、音色。(1)音调:是指声音的凹凸,它与发声体的频率有关系。(2)响度:是指声音的大小,跟发声体的振幅、声源与听者的距离有关系。
6.减弱噪声的途径:(1)在声源处减弱;(2)在传播过程中减弱;(3)在人耳处减弱。
7.可听声:频率在20Hz~20230Hz之间的声波:超声波:频率高于20230Hz的声波;次声波:频率低于20Hz的声波。
8.
超声波特点:方向性好、穿透力量强、声能较集中。详细应用有:声呐、B超、超声波速度测定器、超声波清洗器、超声波焊接器等。
9.次声波的特点:可以传播很远,很简单绕过障碍物,而且无孔不入。肯定强度的次声波对人体会造成危害,甚至毁坏机械建筑等。它主要产生于自然界中的火山爆发、海啸地震等,另外人类制造的火箭放射、飞机飞行、火车汽车的奔驰、核爆炸等也能产生次声波。
其次章
光现象学问归纳
1.
光源:自身能够发光的物体叫光源。
2.
太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的。
3.光的三原色是:红、绿、蓝;颜料的三原色是:红、黄、蓝。
4.不行见光包括有:红外线和紫外线。特点:红外线能使被照耀的物体发热,具有热效应(如太阳的热就是以红外线传送到地球上的);紫外线最显著的性质是能使荧光物质发光,另外还可以灭菌
。
1.
光的直线传播:光在匀称介质中是沿直线传播。
2.光在真空中传播速度最大,是3×108米/秒,而在空气中传播速度也认为是3×108米/秒。
3.我们能看到不发光的物体是由于这些物体反射的光射入了我们的眼睛。
4.光的反射定律:反射光线与入射光线、法线在同一平面上,反射光线与入射光线分居法线两侧,反射角等于入射角。(注:光路是可逆的)
5.漫反射和镜面反射一样遵循光的反射定律。
6.平面镜成像特点:(1)
平面镜成的是虚像;(2)
像与物体大小相等;(3)像与物体到镜面的距离相等;(4)像与物体的连线与镜面垂直。另外,平面镜里成的像与物体左右倒置。
7.平面镜应用:(1)成像;(2)转变光路。
8.平面镜在生活中使用不当会造成光污染。
球面镜包括凸面镜(凸镜)和凹面镜(凹镜),它们都能成像。详细应用有:车辆的后视镜、商场中的反光镜是凸面镜;手电筒的反光罩、太阳灶、医术戴在眼睛上的反光镜是凹面镜。
光的折射:光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向一般发生变化的现象。
光的折射规律:光从空气斜射入水或其他介质,折射光线与入射光线、法线在同一平面上;折射光线和入射光线分居法线两侧,折射角小于入射角;入射角增大时,折射角也随着增大;当光线垂直射向介质外表时,传播方向不转变。(折射光路也是可逆的)
第三章
透镜学问归纳
1、凸透镜:中间厚边缘薄的透镜,它对光线有会聚作用,所以也叫会聚透镜。
2、凸透镜成像的应用:
照相机:原理;成倒立、缩小的实像,u>2f
幻灯机:原理、成倒立、放大的实像,f2f
f2f
像、物异侧
放大
倒立实像
幻灯机、
投影仪
5、凸透镜成像的作图:
(1)物体在二倍焦距以外(u>2f),成倒立、缩小的实像(像距:f2f)。如幻灯机。
(3)物体在焦距之内(u
U0时,则P
>
P0
;灯很亮,易烧坏。
当U
L2,平衡时F1F2。特点是费劲,但省距离。(如钓鱼杠,理发剪刀等)
(3)等臂杠杆:L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力,也不费劲。(如:天平)
21.定滑轮特点:不省力,但能转变动力的方向。(实
质是个等臂杠杆)
22.动滑轮特点:省一半力,但不能转变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
23.滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
第十四章
压强和浮力学问归纳
1.压力:垂直作用在物体外表上的力叫压力。
2.压强:物体单位面积上受到的压力叫压强。
3.压强公式:P=F/S
,式中p单位是:帕斯卡,简称:帕,1帕=1牛/米2,压力F单位是:牛;受力面积S单位是:米2
4.增大压强方法
:(1)S不变,F↑;(2)F不变,S↓
(3)
同时把F↑,S↓。而减小压强方法则相反。
5.液体压强产生的缘由:是由于液体受到重力。
6.
液体压强特点:(1)液体对容器底和壁都有压强,(2)液体内部向各个方向都有压强;(3)液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;(4)不同液体的压强还跟密度有关系。
7.*
液体压强计算公式:,(ρ是液体密度,单位是千克/米3;g=9.8牛/千克;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是米。)
8.依据液体压强公式:可得,液体的压强与液体的密度和深度有关,而与液体的体积和质量无关。
9.
证明大气压强存在的试验是马德堡半球试验。
10.大气压强产生的缘由:空气受到重力作用而产生的,大气压强随高度的增大而减小。
11.测定大气压强值的试验是:托里拆利试验。
12.测定大气压的仪器是:气压计,常见气压计有水银气压计和无液气压计(金属盒气压计)。
13.
标准大气压:把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。
14.沸点与气压关系:一切液体的沸点,都是气压减小时降低,气压增大时上升。
15.
流体压强大小与流速关系:在流体中流速越大地方,压强越小;流速越小的地方,压强越大。
16.浮力:一切浸入液体的物体,都受到液体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。浮力方向总是竖直向上的。(物体在空气中也受到浮力)
17.物体沉浮条件:(开头是浸没在液体中)
方法一:(比浮力与物体重力大小)
(1)F浮
G
,上浮
(3)F浮
=
G
,
悬浮或漂移
方法二:(比物体与液体的密度大小)
(1)
F浮
G
,
上浮
(3)
F浮
=
G,悬浮。(不会漂移)
18.浮力产生的缘由:浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
19.阿基米德原理:浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体受到的重力。(浸没在气体里的物体受到的浮力大小等于它排开气体受到的重力)
20.阿基米德原理公式:
21.计算浮力方法有:
(1)称量法:F浮=
G
—
F
,(G是物体受到重力,F
是物体浸入液体中弹簧秤的读数)
(2)压力差法:F浮=F向上-F向下
(3)阿基米德原理:
(4)平衡法:F浮=G物
(适合漂移、悬浮)
22.浮力利用
(1)轮船:用密度大于水的材料做成空心,使它能排开更多的水。这就是制成轮船的道理。
(2)潜水艇:通过转变自身的重力来实现沉浮。
(3)气球和飞艇:充入密度小于空气的气体。
第十五章功和机械能
1.功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二
是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的计算:功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上
通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离)
3.
功的公式:W=Fs;单位:W→焦;F→牛顿;s→米。(1焦=1牛·米).
4.功的原理:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手所做的功,也就是说使用任何机械都不省功。
5.斜面:FL=Gh
斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一。(螺丝、盘山大路也是斜面)
6.机械效率:有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式:P有/W=η
7.功率(P):单位时间(t)里完成的功(W),叫功率。
计算公式:。单位:P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
8.一个物体能够做功,这个物体就具有能(能量)。
9.动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
10.运动物体的速度越大,质量越大,动能就越大。
11.势能分为重力势能和弹性势能。
12.重力势能:物体由于被举高而具有的能。
13.物体质量越大,被举得越高,重力势能就越大。
14.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具的能。
15.物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。
16.机械能:动能和势能的统称。(机械能=动能+势能)单位是:焦耳
17.
动能和势能之间可以相互转化的。
方式有:动能
重力势能;动能
弹性势能。
18.自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。
第十六章热和能学问归纳
1.内能:物体内部全部分子做无规章运动的动能
和分子势能的总和叫内能。(内能也称热能)
2.物体的内能与温度有关:物体的温度越高,分子运动速度越快,内能就越大。
3.热运动:物体内部大量分子的无规章运动。
4.转变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对转变物体的内能是等效的。
5.物体对外做功,物体的内能减小;
外界对物体做功,物体的内能增大。
6.物体汲取热量,当温度上升时,物体内能增大;
物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小。
7.全部能量的单位都是:焦耳。
8.热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。(物体含有多少热量的说法是错误的)
9.比热(c
):单位质量的某种物质温度上升(或降低)1℃,汲取(或放出)的热量叫做这种物质的比热。
10.比热是物质的一种属性,它不随物质的体积、质量、外形、位置、温度的转变而转变,只要物质一样,比热就一样。
11.比热的单位是:焦耳/(千克·℃),读作:焦耳每千克摄氏度。
12.水的比热是:C=4.2×103焦耳/(千克·℃),它表示的物理意义是:每千克的水当温度上升(或降低)1℃时,汲取(或放出)的热量是4.2×103焦耳。
13.热量的计算:
①
Q吸=cm(t-t0)=cm△t升
(Q吸是汲取热量,单位是焦耳;c
是物体比热,单位是:焦/(千克·℃);m是质量;t0是初始温度;t
是后来的温度。
②
Q放
=cm(t0-t)=cm△t降
14.热值(q
):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值。单位是:焦耳/千克。
15.燃料燃烧放出热量计算:Q放
=qm;(Q放
是热量,单位是:焦耳;q是热值,单位是:焦/千克;m
是质量,单位是:千克。
16.利用内能可以加热,也可以做功。
17.内燃机可分为汽油机和柴油机,它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次,活塞往复2次,曲轴转2周。
18.热机的效率:用来做有用功的那局部能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率。的热机的效率是热机性能的一个重要指标
19.在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
第十七章
能源与可持续进展学问归纳
1.
人类开发利用能源的历史:火→化石能源→电能→核能。
2.能源的种类许多,从不同角度可以分为:一次能源和二次能源;可再生能源和不行再生能源;常规能源(传统能源)和新能源;清洁能源和非清洁能源等。
3.核能猎取的途径有两条:重核的裂变和轻核的聚变(聚变也叫热核反响)。原子弹和目前人类制造的核电站是利用重核的裂变释放能量的,而氢弹则是利用轻核的聚变释放能量的。
4.核电站主要组成包括:核反响堆、热交换器、汽轮机和发电机等。
5.太阳能是由不断发生的核聚变产生的,地球上除核能、地热能和潮汐能以外的全部的能量,几乎都来自太阳。人类利用太阳能的三种方式是:①光热转换(太阳能热水器);②光电转换(太阳能电池);③光化转换(绿色植物)。
6.能量的转化和守恒定律:能量既不会凭空毁灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,其总量保持不变。
7.能量的转移和转化具有方向性。输出的有用能量
转换的能量
篇2:数字电子技术根底第五版期末学问点总结
数电课程各章重点
第一、二章
规律代数根底学问要点
各种进制间的转换,规律函数的化简。
一、
二进制、十进制、十六进制数之间的转换;二进制数的原码、反码和补码
.8421码
二、
规律代数的三种根本运算以及5种复合运算的图形符号、表达式和真值表:与、或、非
三、
规律代数的根本公式和常用公式、根本规章
规律代数的根本公式
规律代数常用公式:
汲取律:
消去律:
多余项定律:
反演定律:
根本规章:反演规章和对偶规章,例1-5
四、
规律函数的三种表示方法及其相互转换
规律函数的三种表示方法为:真值表、函数式、规律图
会从这三种中任一种推出其它二种,详见例1-7
五、
规律函数的最小项表示法:最小项的性质;例1-8
六、
规律函数的化简:要求按步骤解答
1、
利用公式法对规律函数进展化简
2、
利用卡诺图对规律函数化简
3、
具有约束条件的规律函数化简
例1.1
利用公式法化简
解:
例1.2
利用卡诺图化简规律函数
约束条件为
解:函数Y的卡诺图如下:
第三章
门电路学问要点
各种门的符号,规律功能。
一、三极管开、关状态
1、饱和、截止条件:截止:,
饱和:
2、反相器饱和、截止推断
二、根本门电路及其规律符号
与门、或非门、非门、与非门、OC门、三态门、异或;
传输门、OC/OD门及三态门的应用
三、门电路的外特性
1、输入端电阻特性:对TTL门电路而言,输入端通过电阻接地或低电平常,由于输入电流流过该电阻,会在电阻上产生压降,当电阻大于开门电阻时,相当于规律高电平。
习题2-7
5、输出低电平负载电流IOL
6、扇出系数NO
一个门电路驱动同类门的最大数目
第四章
组合规律电路学问要点
组合规律电路的分析、设计,利用集成芯片实现规律函数。
(74138,74151等)
一、
组合规律电路:任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关
二、
组合规律电路的分析方法(按步骤解题)
三、
若干常用组合规律电路
译码器(74LS138)
全加器(真值表分析)
数据选择器(74151和74153)
四、
组合规律电路设计方法(按步骤解题)
1、
用门电路设计
2、
用译码器、数据选择器实现
例3.1
试设计一个三位多数表决电路
1、
用与非门实现
2、
用译码器74LS138实现
3、
用双4选1数据选择器74LS153
解:1.
规律定义
设A、B、C为三个输入变量,Y为输出变量。
规律1表示同意,规律0表示不同意,输出变量Y=1表示大事成立,规律0表示大事不成立。
2.
依据题意列出真值表如表3.1所示
表3.1
3.
经化简函数Y的最简与或式为:
4.
用门电路与非门实现
函数Y的与非—与非表达式为:
规律图如下:
5.
用3—8译码器74LS138实现
由于74LS138为低电平译码,故有
由真值表得出Y的最小项表示法为:
用74LS138实现的规律图如下:
6.
用双4选1的数据选择器74LS153实现
74LS153内含二片双4选1数据选择器,由于该函数Y是三变量函数,故只需用一个4选1即可,假如是4变量函数,则需将二个4选1级连后才能实现
74LS153输出Y1的规律函数表达式为:
三变量多数表决电路Y输出函数为:
令
A=A1,B=A0,C用D10~D13表示,则
∴D10=0,D11=C,D12=C,D13=1
规律图如下:
7.用151实现
注:试验中1位二进制全加器设计:用138或153如何实现?1位二进制全减器呢?
第五章
触发器学问要点
考题类型:写特性方程,画波形图。
一、
触发器:能储存一位二进制信号的单元
二、
各类触发器框图、功能表和特性方程
RS:
SR=0
JK:
D:
T:
T
:
三、
各类触发器动作特点及波形图画法
根本RS触发器:SD、RD每一变化对输出均产生影响
时钟掌握RS触发器:在CP高电平期间R、S变化对输出有影响
主从JK触发器:在CP=1期间,主触发器状态随R、S变化。
CP下降沿,从触发器按主触发器状态翻转。
在CP=1期间,JK状态应保持不变,否则会产生一次状态变化。
T
触发器:Q是CP的二分频
边沿触发器:触发器的次态仅取决于CP(上升沿/下降沿)到达时输入信号状态。
四、
触发器转换
D触发器和JK触发器转换成T和T’触发器
第六章
时序规律电路学问要点
考题类型:分析规律电路,设计N进制。
一、时序规律电路的组成特点:任一时刻的输出信号不仅取决于该时刻的输入信号,还和电路原状态有关。
时序规律电路由组合规律电路和存储电路组成。
二、同步时序规律电路的分析方法(按步骤解题)
规律图→写出驱动方程→写出状态方程→写出输出方程→写出状态转换表画出状态转换图
说明规律功能,推断自启动。
(详见例5-1)
三、
典型时序规律电路
1.
移位存放器及移位存放器型计数器。
2.
用T触发器构成二进制加法计数器构成方法。
T0=1
T1=Q0
···
Ti=Qi-1
Qi-2
···Q1
Q0
3.
集成计数器框图及功能表的理解
4位同步二进制计数器74LS161:异步清0(低电平),同步置数,CP上升沿计数,功能表
4位同步十进制计数器74LS160:同74LS161
同步十六进制加/减计数器74LS191:无清0端,只有异步预置端,功能表
双时钟同步十六进制加减计数器74LS193:有二个时钟CPU,CPD,异步置0(H),异步预置(L)
四、
时序规律电路的设计
(按步骤解题)
1.用触发器组成同步计数器的设计方法及设计步骤(例5-3)
规律抽象→状态转换图→画出次态
以及各输出的卡诺图→利用卡诺图求状态方程和驱动方程、输出方程→检查自启动(如不能自启动则应修改规律)→画规律图
2.
用集成计数器组成任意进制计数器的方法
反应置0法:假如集成计数器有清零端,则可掌握清零端来转变计数长度。
假如是异步清零端,则N进制计数器可用第N个状态译码产生掌握信号掌握清零端,假如是同步清零,则用第N-1个状态译码产生掌握信号,产生掌握信号时应留意清零端时高电平还是低电平。
反应置数法:掌握预置端来转变计数长度。
假如异步预置,则用第N个状态译码产生掌握信号
假如同步预置,则用第N-1个状态译码产生掌握信号,也应留意预置端是高电平还是低电平。
两片间进位信号产生:有串行进位和并行进位二种方法
详见例5-5至5-8
第七八章
可编程规律器件学问要点
一、半导体存储器的分类及功能(了解)
从功能上分
二、半导体存储器构造
(了解)
ROM、RAM构造框图以及两者差异
三、RAM存储器容量扩展
存储容量的计算
容量的扩展:位扩展:增加数据位;字扩展:增加存储单元
第十章
脉冲波形产生和整形学问要点
施密特触发器的,单稳态触发器,多谢振荡器的特点以及功能。
重点:555电路及其应用
一、
用555组成多谐振荡器
1.
电路组成如图6.5所示
图6.5
2.
电路参数:
充电:(R1+R2)C
放电:
R2C
周期:T=(R1+2R2)C
ln2
占空比:
二、
用555电路组成施密特触发器
1.
电路如图6.1所示
2.
回差计算
,
回差
3.
对应Vi输入波形、输出波形如图6.2所示
三、
用555电路组成单稳电路
1.
电路如图6.3所示
稳态时
VO=0
。
Vi2有负脉冲触发时VO=1
。
2.
脉宽参数计算
3.
波形如图6.4所示
第十二章
数模和模数转换学问要点
一、
D/A
转换器
D/A
转换器的一般形式为:VO=KDi,K为比例系数,Di为输入的二进制数,D/A
转换器的电路构造主要看有权电阻、权电流、权电容以及开关树型D/A
转换器。
权电阻及倒T型电阻网络D/A转换器输出电压和输入二进制数之间关系的推导过程。
衡量转化器性能的两个主要标志。
二、
A/D
转换器
1.
A/D
转换器根本原理
取样定理:为保证取样后的信号不失真恢复变量信号,设采样频率为,原信号最高频率为,则。
A/D
转换器过程:采样、保持、量化、编码
2.
典型A/D
转换器的工作原理
逐次靠近型A/D
转换器原理
计数型A/D
转换器原理
典型例题:
7.
请用74LS138设计一个三变量的多数表决电路。
详细要求如下:
(1)输入变量A、B、C为高电平常表示赞同提案
(2)当有多数赞同票时提案通过,输出高电平
74LS138的引脚图如下,可以附加必要的门电路:
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
A
VCC
B
Y0
C
Y1
G2A
Y2
G2B
Y3
G1
Y4
Y7
Y5
GND
Y6
Vcc
text-align:center;“>篇3:大学有机化学期末复习学问点总结
有机化学复习总结
一.有机化合物的命名
1.
能够用系统命名法命名各种类型化合物:
包括烷烃,烯烃,炔烃,烯炔,脂环烃(单环脂环烃和多环置换脂环烃中的螺环烃和桥环烃),芳烃,醇,酚,醚,醛,酮,羧酸,羧酸衍生物(酰卤,酸酐,酯,酰胺),多官能团化合物(官能团优先挨次:-COOH>-SO3H>-COOR>-CO*>-CN>-CHO>>C=O>-OH(醇)>-OH(酚)>-SH>-NH2>-OR>C=C>-C≡C->(-R>-*>-NO2),并能够推断出Z/E构型和R/S构型。
2.
依据化合物的系统命名,写出相应的构造式或立体构造式(伞形式,锯架式,纽曼投影式,Fischer投影式)。
立体构造的表示方法:
1)伞形式:
2)锯架式:
3)
纽曼投影式:
4)菲舍尔投影式:
5)构象(conformation)
(1)
乙烷构象:最稳定构象是穿插式,最不稳定构象是重叠式。
(2)
正丁烷构象:最稳定构象是对位穿插式,最不稳定构象是全重叠式。
(3)
环己烷构象:最稳定构象是椅式构象。一取代环己烷最稳定构象是e取代的椅
式构象。多取代环己烷最稳定构象是e取代最多或大基团处于e键上的椅式构象
立体构造的标记方法
1.
Z/E标记法:在表示烯烃的构型时,假如在次序规章中两个优先的基团在同一侧,为Z构型,在相反侧,为E构型。
2、
顺/反标记法:在标记烯烃和脂环烃的构型时,假如两个一样的基团在同一侧,则为顺式;在相反侧,则为反式。
3、
R/S标记法:在标记手性分子时,先把与手性碳相连的四个基团按次序规章排序。然后将最不优先的基团放在远离观看者,再以次观看其它三个基团,假如优先挨次是顺时针,则为R构型,假如是逆时针,则为S构型。
注:将伞状透视式与菲舍尔投影式互换的方法是:先按要求书写其透视式或投影式,然后分别标出其R/S构型,假如两者构型一样,则为同一化合物,否则为其对映体。
二.
有机化学反响及特点
1.
反响类型
复原反响(包括催化加氢):烯烃、炔烃、环烷烃、芳烃、卤代烃
氧化反响:烯烃的氧化(高锰酸钾氧化,臭氧氧化,环氧化);炔烃高锰酸钾氧化,臭氧氧化;醇的氧化;芳烃侧链氧化,芳环氧化)
2.
有关规律
1)
马氏规律:亲电加成反响的规律,亲电试剂总是加到连氢较多的双键碳上。
2)
过氧化效应:自由基加成反响的规律,卤素加到连氢较多的双键碳上。
3)
空间效应:体积较大的基团总是取代到空间位阻较小的位置。
4)
定位规律:芳烃亲电取代反响的规律,有邻、对位定位基,和间位定位基。
5)
查依切夫规律:卤代烃和醇消退反响的规律,主要产物是双键碳上取代基较多的烯烃。
6)
休克尔规章:推断芳香性的规章。存在一个环状的大π键,成环原子必需共平面或接近共平面,π电子数符合4n+2规章。
7)
霍夫曼规章:季铵盐消退反响的规律,只有烃基时,主要产物是双键碳上取代基较少的烯烃(动力学掌握产物)。当β-碳上连有吸电子基或不饱和键时,则消退的是酸性较强的氢,生成较稳定的产物(热力学掌握产物)。
8)
基团的“挨次规章”
3.
反响中的立体化学
烷烃:烷烃的自由基取代:外消旋化
烯烃:烯烃的亲电加成:
溴,氯,HOBr(HOCl),羟汞化-脱汞复原反响-----反式加成
其它亲电试剂:顺式+反式加成
烯烃的环氧化,与单线态卡宾的反响:保持构型
烯烃的冷稀KMnO4/H2O氧化:顺式邻二醇
烯烃的硼氢化-氧化:顺式加成
烯烃的加氢:顺式加氢
环己烯的加成(1-取代,3-取代,4-取代)
炔烃:选择性加氢:
Lindlar催化剂-----顺式烯烃
Na/NH3(L)-----反式加氢
亲核取代:
SN1:外消旋化的同时构型翻转
SN2:构型翻转(Walden翻转)
消退反响:
E2,E1cb:
反式共平面消退。
环氧乙烷的开环反响:反式产物
四.概念、物理性质、构造稳定性、反响活性
(一).概念
1.
同分异构体
2.
试剂
亲电试剂:
简洁地说,对电子具有亲合力的试剂就叫亲电试剂(electrophilic
reagent)。亲电试剂一般都是带正电荷的试剂或具有空的p轨道或d轨道,能够承受电子对的中性分子,
如:H+、Cl+、Br+、RCH2+、CH3CO+、NO2+、+SO3H、SO3、BF3、AlCl3等,都是亲电试剂。
亲核试剂:
对电子没有亲合力,但对带正电荷或局部正电荷的碳原子具有亲合力的试剂叫亲核试剂(nucleophilic
reagent)。亲核试剂一般是带负电荷的试剂或是带有未共用电子对的中性分子,如:OH-、HS-、CN-、NH2-、RCH2-、RO-、RS-、PhO-、RCOO-、
*-、H2O、ROH、ROR、NH3、RNH2等,都是亲核试剂。
自由基试剂:
Cl2、Br2是自由基引发剂,此外,过氧化氢、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰、过硫酸铵等也是常用的自由基引发剂。少量的自由基引发剂就可引发反响,使反响进展下去。
3.
酸碱的概念
布朗斯特酸碱:质子的给体为酸,质子的受体为碱。
Lewis酸碱:电子的承受体为酸,电子的给与体为碱。
4.
共价键的属性键长、键角、键能、键矩、偶极矩。
5.
杂化轨道理论
sp3、sp2、sp杂化。
6.
旋光性
平面偏振光:
手性:
手性碳:
旋光性:
旋光性物质(光学活性物质),左旋体,右旋体:
内消旋体、外消旋体,两者的区分:
对映异构体,产生条件:
非对映异构体:
苏式,赤式:
差向异构体:
Walden翻转:
7.
电子效应
1)
诱导效应
2)
共轭效应(π-π共轭,p-π共轭,σ-p
超2共轭,σ-π超共轭。
3)
空间效应
8.
其它
内型(endo),外型(e*o):
顺反异构体,产生条件:
烯醇式:
(二).
物理性质
1.
沸点凹凸的推断?
不同类型化合物之间沸点的比拟;
同种类型化合物之间沸点的比拟。
2.
熔点,溶解度的大小推断?
3.
形成有效氢键的条件,形成分子内氢键的条件:
(三).
稳定性推断
1.
烯烃稳定性判
R2C=CR2
>
R2C=CHR
>
RCH=CHR(E-构型)>
RCH=CHR(Z-构型)>
RHC=CH2
>CH2=CH2
2.
环烷烃稳定性推断
3.
开链烃构象稳定性
4.
环己烷构象稳定性
5.
反响中间体稳定大小推断(碳正离子,碳负离子,自由基)
碳正离子的稳性挨次:
自由基稳定性挨次:
碳负离子稳定性挨次:
6.
共振极限构造式的稳定性推断(在共振杂化体中奉献程度):
(四)酸碱性的推断
1.
不同类型化合物算碱性推断
2.
液相中醇的酸性大小
3.
酸性大小的影像因素(吸电子基与推电子基对酸性的影响):
(五)反响活性大小推断
1.
烷烃的自由基取代反响
*2的活性:F2
>Cl2
>Br2
>I2
选择性:F2
R2C=CHR>
RCH=CHR
>
RCH=CH2
>
CH2=CH2
>
CH2=CH*
3.
烯烃环氧化反响活性
R2C=CR2
>
R2C=CHR>
RCH=CHR
>
RCH=CH2
>
CH2=CH2
4.
烯烃的催化加氢反响活性:
CH2=CH2
>
RCH=CH2
>RCH=CHR
>
R2C=CHR
>
R2C=CR2
5.
Diles-Alder反响
双烯体上连有推电子基团(349页),亲双烯体上连有吸电子基团,有利于反响进展。
例如:
以下化合物
A.
;
B.
;
C.
;
D.
与异戊二烯进展Diels-Alder反响的活性强弱挨次为:
>
>
>
。
6.
卤代烃的亲核取代反响
SN1
反响:
SN2
反响:
成环的SN2反响速率是:
v五元环
>
v六元环
>
v中环,大环
>
v三元环
>
v四元环
7.
消退反响
卤代烃碱性条件下的消退反响-----E2消退
RI
>
RBr
>
RCl
醇脱水-----主要E1
8.
芳烃的亲电取代反响
芳环上连有活化苯环的邻对位定位基(给电子基)-------反响活性提高
芳环上连有钝化苯环的间位定位基(吸电子基)或邻对位定位基-------反响活性下降。
例如:
以下芳香族化合物:
A.
B.
C.
D.
硝化反响的相对活性次序为
>
>
>
。
例如:
萘环的
A.
α—位;
B.
β—位
;
C.
氯苯
;
D.
苯
在亲电取代反响中相对活性次序为为
>
>
>
。
例如:以下各化合物中,最简单与浓硫酸发生磺化反响的是(
)。
A.
;
B.
;
C.
;
D.
(六)其它
1.
亲核性的大小推断:
2.
试剂的碱性大小:
3.
芳香性的推断:
4.
定位基定位效应强弱挨次:
邻、对位定位基:-O->-N(CH3)2>-NH2>-OH>-OCH3>-NHCOCH3>-R
>-OCOCH3>-C6H5>-F>-Cl>-Br>-I
间位定位基:-+NH3>-NO2>-CN>-COOH>-SO3H>-CHO>-COCH3>-COOCH3>-CONH2
五、活性中间体与反响类型、反响机理
反响机理:
1.
自由基取代反响机理
中间体:自由基
反响类型:烷烃的卤代,烯烃、芳烃的α-H卤代。
2.
自由基加成反响机理
中间体:自由基:
反响类型:烯烃、炔烃的过氧化效应。
3.
亲电加成反响机理
中间体:环鎓离子(溴鎓离子,氯鎓离子)
反响类型:烯烃与溴,氯,次卤酸的加成
中间体:碳正离子,易发生重排。
反响类型:烯烃的其它亲电加成(H*,H2O,H2SO4,B2H6,羟汞化-去汞复原反响)、炔烃的亲电加成,小环烷烃的开环加成,共轭二烯烃的亲电加成。
或环鎓离子):
4.
亲电取代反响机理:
中间体:σ-络合物(氯代和溴代先生成π络合物)
反响类型:芳烃亲电取代反响(卤代,硝化,磺化,烷基化,酰基化,氯甲基化)。
5.
亲核加成反响机理:
中间体:碳负离子
反响类型:炔烃的亲核加成
6.
亲核取代反响机理:
SN1反响
中间体:碳正离子,易发生重排。
反响类型:卤代烃和醇的亲核取代(主要是3°),醚键断裂反响(3°烃基生成的醚)。
SN2反响
中间体:无(经过过渡态直接生成产物)
反响类型:卤代烃和醇的亲核取代(主要是1°),分子内的亲核取代,醚键断裂反响(1°烃基生成的醚,酚醚),环氧乙烷的开环反响。
7.
消退反响反响机理
E1机理:
中间体:碳正离子,易发生重排。
反响类型:醇脱水,3°R*在无碱性试剂条件下在污水乙醇中的消退反响。
E2机理:
中间体:无(直接经过过渡态生成烯烃)
反响类型:R*的消退反响
E1cb机理:
中间体:碳负离子
反响类型:邻二卤代烷脱卤素。
重排反响机理:(rearrangement)
重排反响规律:由不稳定的活性中间体重排后生成较稳定的中间体;或由不稳定的反响物重排成较稳定的产物。
1、
碳正离子重排
(1)
负氢1,2-迁移:
(2)
烷基1,2-迁移:
(3)
苯基1,2-迁移:
频哪醇重排:
在频哪醇重排中,基团迁移优先挨次为:Ar>R>H
(4)
变环重排:
(5)
烯丙位重排:碱性水解
2、其它重排
(1)
质子1,3-迁移(互变异构现象)
六、鉴别与分别方法
七、推导构造
1.
化学性质:
烯烃的高锰酸钾氧化;
烯烃的臭氧化反响;
芳烃的氧化;
邻二醇的高碘酸氧化
2.
光波谱性质:
红外光谱:
3650~2500cm-1
O—H,N—H伸缩振动
3300~3000cm-1
—C≡C—H(3300),C=C—H(3100),Ar—H(3030)
伸缩振动
3000~2700cm-1
—CH3,—CH2,次甲基,—CHO(2720,2820)
伸缩振动
1870~1650cm-1
C=O
(
酸、醛、酮、酰胺、酯、酸酐)伸缩振动
1690~1450cm-1
C=C,苯环骨架伸缩振动
1475~1300cm-1
—CH3,—CH2,次甲基面内弯曲振动
1000~670cm-1
C=C—H,Ar—H,—CH2
的
面外弯曲振动
核磁共振谱:
偶合裂分的规律:n+1规律
一组化学等价的质子有n个相邻的全同氢核存在时,其共振汲取峰将被裂分为n+1个,这就是n+1规律。根据n+1规律裂分的谱图叫做一级谱图。在一级谱图中
详细的推到方法:
1).不饱和度的计算
W(不饱和度)=
1/2(2
+
2n4
+
n3
-
n1)
n41、n3、n1分别表示分子中四价、三价和一价元素的原子个数。
假如W=1,说明该化合物含一个不饱和键或是环烷烃;
W=2,说明该化合物含两个C=C双键,或含一个C≡C三键等;
W≥4,说明该化合物有可能含有苯环。
2).
红外光谱观看官能团区域
(1).
先观看是否存在C=O(1820~1660cm-1,s)
(2).
假如有C=O,确定以下状况.
羧酸:
是否存在O-H(3400~2400cm-1,宽峰,往往与C-H重叠)
酰胺:
是否存在N-H(3400cm-1四周有中等强度汲取;
有时是同
等强度的两个汲取峰
酯:
是否存在C-O(1300~1000cm-1有强汲取)
酸酐:
1810和1760cm-1四周有两个强的C=O汲取
醛:
是否存在O=C-H(2850和2750四周有两个弱的汲取)
酮:
没有前面所提的汲取峰
(3).
假如没有C=O,确定以下状况.
醇、酚:
是否存在O-H(3400~3300cm-1,宽峰;
1300~1000cm-1四周的C-O汲取)
胺:
是否存在N-H(3400cm-1四周有中等强度汲取;
有时是同
等强度的两个汲取
醚:
是否存在C-O(1300~1000cm-1有强汲取,并确认
3400~3300cm-1四周是否有O-H汲取峰)
(4).观看是否有C=C或芳环
C=C:
1650cm-1四周有弱的汲取
芳环:
1600~1450cm-1范围内有几个中等或强汲取
结合3100~3000cm-1的C-H伸缩振动,确定C=C或芳环。
3)分析核磁共振谱图
(1)
依据化学位移(δ)、偶合常数(J)与构造的关系,识别一些强单峰和特征峰。如:以下孤立的甲基和亚甲基质子信号,极低磁场(δ10~16)消失的羧基,醛基和形成分子内氢键的羟基信号。
(2).
采纳重水交换的方法识别-OH、-NH2、-COOH上的活泼氢。假如加重水后相应的信号消逝,则可以确定此类活泼氢的存在。
(3)
假如δ在6.5~8.5ppm范围内有强的单峰或多重峰信号,往往是苯环的质子信号,再依据这一区域的质子数目和峰型,可以确定苯环上取代基数目和取代基的相对位置。
(4).
解析比拟简洁的多重峰(一级谱),依据每个组峰的化学位移及其相应的质子数目对该基团进展推断,并依据n+1规律估量其相邻的基团。
(5).
依据化学位移和偶合常数的分析,推出若干个可能的构造单元,最终组合可能的构造式。
综合各种分析,推断分子的构造并对结论进展核对。
有机化学鉴别方法的总结
1烷烃与烯烃,炔烃的鉴别方法是酸性高锰酸钾溶液或溴的ccl4溶液(烃的含氧衍生物均可以使高锰酸钾褪色,只是快慢不同)
2烷烃和芳香烃就不好说了,但芳香烃里,甲苯,二甲苯可以和酸性高锰酸钾溶液反响,苯就不行
3另外,醇的话,显中性
4酚:常温下酚可以被氧气氧化呈粉红色,而且苯酚还可以和氯化铁反响显紫色
5可利用溴水区分醛糖与酮糖
6醚在避光的状况下与氯或溴反响,可生成氯代醚或溴代醚。醚在光助催化下与空气中的氧作用,生成过氧化合物。
7醌类化合物是中药中一类具有醌式构造的化学成分,主要分为苯醌,萘醌,菲醌和蒽醌四种类型,详细颜色不同反响类型较多
一.各类化合物的鉴别方法
1.烯烃、二烯、炔烃:
(1)溴的四氯化碳溶液,红色腿去
(2)高锰酸钾溶液,紫色腿去。
2.含有炔氢的炔烃:
(1)
硝酸银,生成炔化银白色沉淀
(2)
氯化亚铜的氨溶液,生成炔化亚铜红色沉淀。
3.小环烃:三、四元脂环烃可使溴的四氯化碳溶液腿色
4.卤代烃:硝酸银的醇溶液,生成卤化银沉淀;不同构造的卤代烃生成沉淀的速度不同,叔卤代烃和烯丙式卤代烃最快,仲卤代烃次之,伯卤代烃需加热才消失沉淀。
5.醇:
(1)
与金属钠反响放出氢气(鉴别6个碳原子以下的醇);
(2)
用卢卡斯试剂鉴别伯、仲、叔醇,叔醇立即变浑浊,仲醇放置后变浑浊,伯醇放置后也无变化。
6.酚或烯醇类化合物:
(1)
用三氯化铁溶液产生颜色(苯酚产生兰紫色)。
(2)
苯酚与溴水生成三溴苯酚白色沉淀。
7.羰基化合物:
(1)
鉴别全部的醛酮:2,4-二硝基苯肼,产生黄色或橙红色沉淀;
(2)
区分醛与酮用托伦试剂,醛能生成银镜,而酮不能;
(3)
区分芳香醛与脂肪醛或酮与脂肪醛,用斐林试剂,脂肪醛生成砖红色沉淀,而酮和芳香醛不能;
(4)
鉴别甲基酮和具有构造的醇,用碘的氢氧化钠溶液,生成黄色的碘仿沉淀。
8.甲酸:用托伦试剂,甲酸能生成银镜,而其他酸不能。
9.胺:区分伯、仲、叔胺有两种方法
(1)用苯磺酰氯或对甲苯磺酰氯,在NaOH溶液中反响,伯胺生成的产物溶于NaOH;仲胺生成的产物不溶于NaOH溶液;叔胺不发生反响。
(2)用NaNO2+HCl:
脂肪胺:伯胺放出氮气,仲胺生成黄色油状物,叔胺不反响。
芳香胺:伯胺生成重氮盐,仲胺生成黄色油状物,叔胺生成绿色固体。
10.糖:
(1)
单糖都能与托伦试剂和斐林试剂作用,产生银镜或砖红色沉淀;
(2)
葡萄糖与果糖:用溴水可区分葡萄糖与果糖,葡萄糖能使溴水褪色,而果糖不能。
(3)麦芽糖与蔗糖:用托伦试剂或斐林试剂,麦芽糖可生成银镜或砖红色沉淀,而蔗糖不能。
二.例题解析
例1.用化学方法鉴别丁烷、1-丁炔、2-丁炔。
分析:上面三种化合物中,丁烷为饱和烃,1-丁炔和2-丁炔为不饱和烃,用溴的四氯化碳溶液或高锰酸钾溶液可区分饱和烃和不饱和烃,1-丁炔具有炔氢而2-丁炔没有,可用硝酸银或氯化亚铜的氨溶液鉴别。因此,上面一组化合物的鉴别方法为:
例2.用化学方法鉴别氯苄、1-氯丙烷和2-氯丙烷。
分析:上面三种化合物都是卤代烃,是同一类化合物,都能与硝酸银的醇溶液反响生成卤化银沉淀,但由于三种化合物的构造不同,分别为苄基、二级、一级卤代烃,它们在反响中的活性不同,因此,可依据其反响速度进展鉴别。上面一组化合物的鉴别方法为:
例3.用化学方法鉴别以下化合物
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