有机化学课件第一章绪论

1第一章绪论2有机化学产生的时代和背景早在古代，人类就已经利用了一些有机物，以供生产和生活的需要。除了吃的植物和动物等自然的有机物外，经过化学加工的有机物也不少。我国古代的制糖、酿造、染色、医药、造纸等方面都作出了许多成就。外国的古印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马，在染色、酿造、制造有机药剂等方面也作出了不少的贡献。3有机物提纯的研究如：人们掌握了酿酒方法之后，逐渐掌握了蒸馏酒的技术。明代李时珍在《本草纲目》中详细记载了烧酒的制造工艺，并指出：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”，“以烧酒复烧二次”，“价值数倍也”(酸坏之酒含有少量醋酸，进行蒸馏时，酒先蒸出，醋酸因沸点高而被留下，这就使酒精和醋酸得以分离)人们在利用、制造和生产有机物的过程中，逐步积累经验，早期研究有机化合物，是从动植物有机体中提取和分离有机物。世界其他一些国家也制出了一些比较纯的有机化合物，如土酒石、醋酸铅、琥珀酸、安息香酸等。4有机物成分的分析研究

化学家拉瓦锡把燃烧理论应用于有机物的分析上。他将许多有机物先完全燃烧，发现都产生CO2和水。这显然表明这是有机物中所含的碳和氢经燃烧后生成的。测定所产生的CO2和水的量，就可以算出其中所含碳和氢的量。他还对蜡、酒精、橄榄油等进行了分析。化学家盖·吕萨克和泰纳，对蔗糖、乳糖、淀粉、蜡、蛋白、纤维蛋白、酷蛋白和明胶的元素分析所得的结果是很成功的。以上这些研究对有机化学的形成和发展奠定了良好的基础。517世纪，Lemery把从自然界中取得的各种物质按照来源分为：第一节有机化合物和有机化学动物物质植物物质矿物物质无机物（inorganiccompound）有机物(organiccompound)1806年瑞典化学家柏其里乌斯（BerzeliusJ）首次定义了有机化合物——有生机之物。6认为：只有动植物依靠一种神秘的“生命力(vitalforce)”的参与，才能制造出有机化合物。这就是所谓的生命力学说。如在实验室里、在酿造啤酒或葡萄酒的作坊里，有机化合物能够变成其他化合物，但不能用组成它的元素人工合成。“生命力论”在一定程度上把有机物质神秘化，使有机与无机化合物之间，人为地造成了一条不可逾越的界线，这对有机化合物的发展显然是不利的。魏勒——“有机化学之父”71828魏勒（FriedrichWohler）偶然用无机物合成了有机物——尿素：novitalforce NH4Cl+AgOCN O NH4OCN -------> NH2-C-NH2Ammoniumcyanate Urea (无机物) (有机物)“有机物”这个名称失去了原有的“有生机之物”的含义。醋酸、油脂、糖等多种人工合成的有机物相继出现，从此生命力学说被彻底否定。81848年，德国化学家葛梅林(L.Gmelin)和凯库勒(A.Kekule)把有机化合物定义为碳的化合物。德国化学家肖莱马(C.Schorlemmer)提出，可以把碳氢化合物(烃)看作有机化合物的母体，把含有其他元素的有机化合物看作是烃的衍生物，因此他把有机化合物定义为“烃及其衍生物”。Note：CO32-、CO2、CO、CN-、OCN-、SCN-等由于其性质与无机物相似，习惯上仍列为无机物。9有机化学是医学科学的一门基础理论课程。21世纪是生命科学的世纪，人们已经能够从分子和原子的水平上来认识许多生命现象。医学院校的学生必须具备一定的有机化学知识。有机化学（organicchemistry)：研究有机化合物的组成、结构、性质、合成方法、应用以及它们之间的相互转变和内在联系的科学。医学是从宏观到微观的研究过程：

人体——

组织——

细胞——

生物分子化学是从微观到“宏观”的研究过程：

原子——分子——大分子10有机化合物结构的表示方式

乙醇甲醚

为书写方便起见常简化为CH3CH2OH或C2H5OH，CH3－O－CH3或CH3OCH3。简化后的式子称为缩写式（构造简式或示性式）。

Lewis结构式（蛛网式）11有时还采用更简单的键线式。如：12书写结构式应该规范，下列式子都是错误的。表示分子中各原子的空间状态：球棍模型、斯陶特模型（比例模型）等。锲线式13第二节共价键一、路易斯共价键理论二、现代共价键理论基本要点三、碳的杂化轨道1931年鲍林在价键理论的基础上，提出了杂化轨道理论(orbitalhybridizationtheory)：原子在形成分子时，由于原子间的相互影响，同一个原子内的不同类型、能量相近的原子轨道可以重新组合成能量、形状和空间方向与原来轨道完全不同的新的原子轨道。这种重新组合过程称为杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道（hybridizationorbitals）。自学自学14Note：如何判断杂化类型，杂化轨道形状、夹角等在有机化合物中,碳并不直接以原子轨道参与形成共价键,而是先杂化,后成键。碳原子有3种杂化形式—sp3、sp2

和sp

杂化(见书p3-5)。

四、共价键的属性共价键的属性即共价键的主要性质，表现于键长、键角、键能和键的偶极矩等，又称为“键参数”。15

(一)

键长(自己复习)(二)

键能与离解能(自己复习)

(三)键角(自己复习)(四)键的极性与极化极性、非极性、偶极矩(自己复习)在外界电场影响下发生键的极性改变的现象，称为键的极化。键长(bondlength)：成键原子的核间距 键能(bondenergy)：离解能或平均离解能键角(bondangle)：两共价键之间的夹角16H———H电负性差=0，共用电子对居中，非极性键δ的物理意义；微弱，相对，局部H———H外电场在外电场作用下共用电子对偏移,非极性键变成极性键d-d+H———Cl电负性差≠0,共用电子对偏移,极性键d+d-H———Cl

在外电场中，共用电子对更加偏移，原来的极性键极性增大d+d-17eg:C－X键的极化度大小顺序为：

C－I＞C－Br＞C－Cl＞C－F，

C－X键的极性大小顺序为：

C－F＞C－Cl＞C－Br＞C－INote:键的极性是键的内在性质，是永恒现象，键的极性大小取决于成键原子的电负性差。键的极化则是在外界电场作用下产生的，是暂时现象，当外界电场除去后即可恢复到原来状态。

极化的难易程度，一般称为极化度。在同一族中，原子半径越大，最外层电子受原子核的束缚力越小，极化度越大。18第三节分子的极性和分子间作用力（自学）第四节有机物分类和有机反应类型一分类有机分子中能反映出化学性质的原子或原子团称为官能团，又叫功能基。单官能团化合物

—分子中只含有1个官能团。多官能团化合物—分子中含有≥2个相同官能团。复合官能团化合物—分子中含有≥2个不同官能团。1920二有机反应的类型及中间体AB+C有机化学反应可简单表述如下:反应底物试剂产物有机反应的类型自由基反应共价键的断裂方式均裂C··YC··Y亲电反应亲核反应异裂C··Y离子型反应21(一)均裂——游离基反应(二)异裂——离子型反应

游离基、碳正离子和碳负离子都是非常不稳定的中间体，都只能在瞬间存在，一旦生成，立即参加下一步的反应。游离基(碳正离子)(碳负离子)22

亲核试剂：具有孤对电子的物质，能与底物中带部分正电荷的碳发生反应，这种物质称为亲核试剂。亲核试剂在反应中是电子对提供体，所以亲核试剂也就是Lewis碱。亲核:Nucleophilic亲核反应(nucleophilicreaction)：由亲核试剂进攻碳正离子而引起的反应。亲核试剂和亲核反应23亲电反应(electrophilicreaction)：由亲电试剂进攻碳负离子而引起的反应。亲电试剂：缺电子的物质具有亲电子的性质，在反应中能与底物分子中带部分负电荷的碳发生反应，这种物质称为亲电试剂。亲电试剂在反应中是电子对的接受体，所以亲电试剂也就是Lewis酸。Electrophilic亲电试剂和亲电反应第五节有机酸碱概念（自学）24酸越强，它的共轭碱越弱；碱越强，它的共轭酸越弱质子酸碱的强弱可以用pKa的大小比较判断

pKa值越大，酸性越弱

pKa值越小，酸性越强凡能给出质子的分子或离子都是酸——质子给予体凡能与质子结合的分子或离子都是碱——质子接受体1.Bronsted—Lowry酸碱质子理论25

酸碱反应是两对共轭酸碱对之间的质子传递反应,有机化合物中含有大量的C-H，O-H，N-H，S-H，P-H键，故可以从质子酸碱的强弱来判断它们的反应情况。在酸碱反应中，平衡总是有利于生成较弱的酸和较弱的碱。262.Lewis酸碱电子理论酸是电子对的接受体；碱是电子对的给予体.

酸碱酸碱加合物

酸碱反应的实质是酸从碱接受一对电子，形成配位键，得到一个酸碱加合物的过程。27

BF3AlCl3SnCl4FeCl3ZnCl2Li+、Ag+、Cu2+

R+,RCO+,Br+,NO2+