奥林匹克(1).ppt

1、,有机化学,徐克花,2,有机化学,1 绪论,2 有机化合物的命名,3 有机化合物的性质与制备,3,1 绪论,20世纪初，随着量子化学、相对论等物理理论产生，人们对微观有了更为确切的认识，从而促进了化学理论、特别是有机化学理论的深刻变革，并使之初步形成了以实验为基础的统一理论体系。,4,量 子 化 学,量子化学是理论化学的一个分支学科，是应用量子力学的基本原理和方法，研究化学问题的一门基础科学 量子化学的研究范围包括稳定和不稳定分子的结构、性能，及其结构与性能之间的关系；分子与分子之间的相互作用；分子与分子之间的相互碰撞和相互反应等问题。,5,1.1 有机化合物和有机化学,1828年 Wohle

2、r（魏勒）：在实验室将无机物转变成 有机物 KOCN + （NH4)2SO4 NH4OCN + NH2CONH2 一、定义 把碳、氢化合物及其衍生物称为有机化合物。 把研究碳、氢化合物及其衍生物的科学称为有机化学。,6,二、有机化学的基本内容,结构,命名,制备,应用,物理性质,化学性质,官能团之间的相互转化,在此基础之建立起来 的规律和理论,7,1、种类多 2230万种（1999，12），有机物占90% 2、异构现象普遍，分子组成复杂 3、大多数容易燃烧 4、难溶于水 5、熔点低，400 6、反应速度慢，副反应多,1.2 有机化合物的特点、分类,一、特点,8,二、有机化合物的分类,按碳架分类,

3、开链化合物(脂肪族),碳环化合物,杂环化合物,脂环族,芳香族,10,有机化合物的分类,按官能分类,烷烃、烯烃、炔烃、环烷烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸及其衍生物、胺、杂环化合物等,11,12,1.3 有机化合物结构的测定,一、分离提纯：重结晶、升华、蒸馏、层析、 离子交换 二、元素分析 三、结构分析,四 谱,紫外光谱（UV） 检测：共轭烯烃、共轭羰基化合物及芳香化合物。,nm,随共轭体系的增长，吸收向长波方向位移，吸收强度也随 之增大。,CH2=CH-CH=CH2 max= 217nm（21000） CH2=CH-CH=CH-CH=CH2 max= 258nm（35000）,25

4、8 nm,14,* n* max= 217nm(16000) max= 321nm(20) max= 229.5nm(11090) max= 310nm(42),红外光谱（IR）- 鉴别官能团 , 指出化合物的类别.,核磁共振（NMR）- 1HNMR : 指出化合物中H的种类与数目.,（ 增大）,（ 减小）, : 化学位移 （ppm),H/ppm CH3CH2I,值小，屏蔽作用大； 值大，屏蔽作用小；,20,质谱（MS）: 给出分子量及部分碳架结构,1.4 有机化合物结构的表示方法,凯库勒 ： 展开式 缩写式,键线式 ：,1.5 有机化合物结构理论,一、经典结构理论 1碳是四价 （CH4 CH

5、2=CH2 CHCH CH3CH2OH ） 2碳四面体构造学说,23,要点： 1. 共价键是两个原子轨道相互重叠 的结果； 2. 成键电子定域于成键原子之间； 3. 共价键具有饱和性； 4. 共价键具有方向性,价键理论,二、近代结构理论,24,氢原子,原子轨道重叠,氢分子,氢分子的形成,键,键,杂化,26,27,要点： 1. 成键电子的运动不是局限于两个成键原子之间，而是在整个分子的区域内； 2. 分子中价电子的运动状态用分子轨道描述 3. 分子中的电子根据能量最低原理、保里原理和洪特规则填充在分子轨道上； 4. 决定分子化学性质的主要是原子的价电子,分子轨道理论,2、分子轨道理论（MO）,能

6、 量,1s,1s,原子轨道,1s= a + b 成键轨道,1s= a - b 反键轨道,氢分子的轨道和轨道能级图,1s*,1s,30,三、共价键参数 键能、键角、键长、键矩（衡量键极性的物理量）,31,1.6 有机化合物结构与物理、化学性质的关系,一、分子间作用力的类型 偶极偶极作用力：极性分子间，永久性。 色散力（范德华力）：瞬时偶极 氢键：H与F、O、N存在的静电吸引力。,二、分子间作用力对物理性质的影响,1、对b.p的影响, 若其他条件相同，极性不同，则极性大，b.p高, 其他条件相同，分子体积越大，b.p高。（色散力大） （CH3）4C 9.5 CH3(CH2)3CH3 36.1 其他

7、条件相同，分子量越大，b.p高。（色散力大） CH3CH2CH2Cl 47 CH3CH2Cl 24.5 分子间存在氢键，则b.p升高；分子内存在氢键，则b.p降 低。 CH3CH2OH 73.32 CH3OCH3 24.9,2、对m.p的影响 : 分子间作用力的影响情况与b.p相同。 分子对称性高，则m.p高。,3、对溶解度的影响：相似相容原理,三、分子结构对化学性质的影响,共价键的类型：极性，可极化度 官能团的种类及位置 分子中存在的张力效应：角张力，非键张力 电子效应：诱导效应、共轭效应 空间效应：反应活性中心的位置,化学性质,？,角张力,非键张力,诱导效应,共轭效应,1.7 有机反应和机理,一、有机反应的类型 1、按键的裂分：自由基反应；离子型反应 均裂反应： 异裂反应： 2、按反应机理：协同反应；非协同反应 3、按反应物与产物：取代、消除、加成、氧化还原、重排,三、有机反应机理的基本理论 1、碰撞理论 2、过渡态（transition state）理论：活化能、反应热 A + BC ABC AB + C 始态 过渡态Ts 终态 3、哈蒙特（Hammond）假说,二、反应机理,协同反应；非协同反应 取代、消除