有機化學PPT(上)[稻谷書苑]

1、【必須掌握的內容必須掌握的內容】 1. 有機化合物及有機化學。有機化合物及有機化學。 2. 有機化合物構造式的表示方法。有機化合物構造式的表示方法。 3. 共價鍵的形成共價鍵的形成價鍵法（價鍵法（sp3、sp2 sp雜化、雜化、鍵與鍵與 鍵）和分子軌道法。鍵）和分子軌道法。 4. 共價鍵的基本屬性及誘導效應。共價鍵的基本屬性及誘導效應。 5. 共價鍵的斷鍵方式及有機反應中間體。共價鍵的斷鍵方式及有機反應中間體。 6. 有機化合物的酸堿概念。有機化合物的酸堿概念。 共價鍵的形成及共價鍵的屬性、誘導效應。共價鍵的形成及共價鍵的屬性、誘導效應。 【本章重點本章重點】 第一章第一章 緒緒 論論 1教學

2、運用 有機化合物與有機化學有機化合物與有機化學 1、有機化合物：、有機化合物：烴及其衍生物烴及其衍生物(烴：碳氫化合物烴：碳氫化合物) 2、有機化學：、有機化學：研究有機化合物研究有機化合物來源、制備、結構、性能、應用來源、制備、結構、性能、應用 及其變化規(guī)律及其變化規(guī)律的科學。的科學。 3.有機化合物的研究對象有機化合物的研究對象 有機化學是從有機化學是從分子水平分子水平上研究物質世界最豐富多彩的部分上研究物質世界最豐富多彩的部分 有有 機化合物。機化合物。 簡單有機小分子化合物簡單有機小分子化合物（組成、價鍵、結構、性質、鑒定、反應、（組成、價鍵、結構、性質、鑒定、反應、 合成）合成）復雜

3、有機化合物復雜有機化合物（結構、鑒定、合成）（結構、鑒定、合成） 大分子大分子 化合物化合物（ 結構、鑒定、合成、相互作用）結構、鑒定、合成、相互作用） 超分子超分子（分子識別、分子識別、 分子組裝、功能）分子組裝、功能） 三項內容：三項內容：分離、結構、反應和合成分離、結構、反應和合成 2教學運用 分離分離 從自然界或反應產物通過蒸餾、結晶、吸附、萃取、升華等從自然界或反應產物通過蒸餾、結晶、吸附、萃取、升華等 操作孤立出單一純凈的有機物。操作孤立出單一純凈的有機物。 結構結構 對分離出的有機物進行化學和物理行為的了解，闡明對分離出的有機物進行化學和物理行為的了解，闡明 其結其結 構和特性。

4、構和特性。 反應和合成反應和合成 從某一有機化合物從某一有機化合物(原料原料)經過一系列反應轉化成一經過一系列反應轉化成一 已知的或新的有機化合物已知的或新的有機化合物(產物產物)。 4 4、有機化學的產生和發(fā)展、有機化學的產生和發(fā)展 有機化學作為一門學科誕生于：有機化學作為一門學科誕生于：1919世紀初世紀初 有有生機生機之物之物 碳化合物碳化合物 碳氫化合物。碳氫化合物。 十八世紀前，利用天然有機物。十八世紀前，利用天然有機物。 我國古代對天然有機物的利用：植物染料、釀酒、制醋、中草藥（神農本草我國古代對天然有機物的利用：植物染料、釀酒、制醋、中草藥（神農本草 經，漢末）、造紙（漢朝）經，

5、漢末）、造紙（漢朝） 其他國家，如古代印度、巴比倫、埃及、希臘和羅馬也都在染色、釀酒對天其他國家，如古代印度、巴比倫、埃及、希臘和羅馬也都在染色、釀酒對天 然有機物進行了利用。埃及人用靛藍和茜素作木乃伊裹布的染料，古猶太人祈禱然有機物進行了利用。埃及人用靛藍和茜素作木乃伊裹布的染料，古猶太人祈禱 者披巾上的藍色是從一種地中海魚中提取出來的。者披巾上的藍色是從一種地中海魚中提取出來的。 3教學運用 4教學運用 5教學運用 7 7、教學參考書、教學參考書： 1、基礎有機化學基礎有機化學（第二版），邢其毅等編，高教出版社（第二版），邢其毅等編，高教出版社 2、基礎有機化學習題解答與解題示例基礎有機化

6、學習題解答與解題示例 邢其毅等編，北邢其毅等編，北 京大學出版社京大學出版社 3 3、有機化學有機化學（第二版），鄆魁宏主編，高等教育出版社（第二版），鄆魁宏主編，高等教育出版社 4、有機化學學習及解題指導有機化學學習及解題指導,華北、東北九所高等師范院華北、東北九所高等師范院 校合編，科學教育出版社出版校合編，科學教育出版社出版 5、有機化學提要、例題和習題有機化學提要、例題和習題,王永梅、王桂林主編，天王永梅、王桂林主編，天 津大學出版社出版津大學出版社出版 6、有機化學有機化學（第三版），曾昭瓊主編，高等教育出版社（第三版），曾昭瓊主編，高等教育出版社 6教學運用 有機化合物的特點有機化

7、合物的特點 有機化合物的特點通?？捎梦鍌€字概括：有機化合物的特點通?？捎梦鍌€字概括：“多、燃、多、燃、 低、難、慢低、難、慢”。 1 1組成和結構之特點組成和結構之特點 有機化合物種類繁有機化合物種類繁多多、數(shù)目龐大（已知有七百多萬種、且、數(shù)目龐大（已知有七百多萬種、且 還在不但增加）還在不但增加） 但組成元素少但組成元素少 （C， H， O， N ，P， S， X等）等） 原因：原因： 1） C原子自身相互結合能力強原子自身相互結合能力強 2) 結合的方式多種多樣（單鍵、雙鍵、三鍵、鏈狀、環(huán)狀）結合的方式多種多樣（單鍵、雙鍵、三鍵、鏈狀、環(huán)狀） 3) 同分異構現(xiàn)象同分異構現(xiàn)象 （構造異構、構

8、型異構、構象異構）普遍（構造異構、構型異構、構象異構）普遍 例如，例如，C2H6O就可以代表乙醇和甲醚兩種不同的化合物就可以代表乙醇和甲醚兩種不同的化合物 7教學運用 2、性質上的特點性質上的特點 A、 物理性質方面特點物理性質方面特點 1) 揮發(fā)性大，熔點、沸點揮發(fā)性大，熔點、沸點低低 2) 水溶性差水溶性差 （大多不容或（大多不容或難難溶于水，易溶于有機溶劑溶于水，易溶于有機溶劑 B B、化學性質方面的特點、化學性質方面的特點 1) 易易燃燃燒燒 2) 熱穩(wěn)定性差，易受熱分解（許多化合物在熱穩(wěn)定性差，易受熱分解（許多化合物在200300度度 就分解）就分解） 3) 反應速度反應速度慢慢 4

9、) 反應復雜，副反應多反應復雜，副反應多 8教學運用 共價鍵的形成及其屬性共價鍵的形成及其屬性 一、共價鍵的形成一、共價鍵的形成 共價鍵的成鍵條件共價鍵的成鍵條件； 共價鍵的飽和性共價鍵的飽和性； 共價鍵的方向性共價鍵的方向性。 + + 1 s1 s分子軌道氫 分 子 2 p1 s + 2 p 1 s + 1 s 2 p 1價鍵理論：價鍵理論： 9教學運用 2、雜化軌道理論、雜化軌道理論 sp3、 sp2、 sp 雜化雜化 10教學運用 （1）不同雜化方式的軌道形狀、）不同雜化方式的軌道形狀、s 成分的多寡及成分的多寡及 不同雜化碳原子的電負性是不同的。不同雜化碳原子的電負性是不同的。 著重強

10、調兩個問題：著重強調兩個問題： sspsp2 sp3p 電負性： （2） 鍵與鍵與 鍵的差異：鍵的差異： 11教學運用 鍵鍵 鍵鍵 存在的情況存在的情況 1、可以單獨存在。、可以單獨存在。 2、存在于任何共價鍵中。存在于任何共價鍵中。 1、必須與、必須與 鍵共存。鍵共存。 2、僅存在于不飽和鍵中。僅存在于不飽和鍵中。 鍵的形成情鍵的形成情 況況 成鍵軌道沿軸向在直線上成鍵軌道沿軸向在直線上 相互重疊。相互重疊。 成鍵軌道對稱軸平行，從側成鍵軌道對稱軸平行，從側 面重疊。面重疊。 電子云的分電子云的分 布情況布情況 1、 電子云集中于兩原子電子云集中于兩原子 核的連核的連線上，呈圓柱形分線上，呈

11、圓柱形分 布。布。 2 2、 鍵有一個對稱軸，鍵有一個對稱軸， 軸上電子軸上電子云密度最大。云密度最大。 1、 電子云分布在電子云分布在 鍵所鍵所 在平面在平面的上下兩方，呈塊狀的上下兩方，呈塊狀 分布分布。 2、只有對稱面，對稱面上、只有對稱面，對稱面上 的電子的電子云密度最小（云密度最?。?0） 鍵的性質鍵的性質 1、鍵能較大。鍵能較大。 2 2、鍵的旋轉：以鍵的旋轉：以 鍵連接鍵連接 的兩原的兩原子可相對的自由旋子可相對的自由旋 轉。轉。 3 3、鍵的可極化度：較小。、鍵的可極化度：較小。 1 1、鍵能較小。、鍵能較小。 2 2、鍵的旋轉：以鍵的旋轉：以 鍵連接鍵連接 的兩原的兩原子不能

12、自由旋轉。子不能自由旋轉。 3 3、鍵的可極化度：較大。、鍵的可極化度：較大。 12教學運用 二、共價鍵的屬性二、共價鍵的屬性 1 1、鍵長：鍵長：以共價鍵鍵合的兩個原子核間的距離為鍵長。以共價鍵鍵合的兩個原子核間的距離為鍵長。 2 2、鍵角：鍵角：同一原子上的兩個共價鍵之間的夾角。同一原子上的兩個共價鍵之間的夾角。 3 3、鍵能：鍵能：氣態(tài)時原子氣態(tài)時原子A A和原子和原子B B結合成結合成1molA-B1molA-B雙原子分子雙原子分子 （氣態(tài)）所放出的能量。（氣態(tài)）所放出的能量。 4 4、鍵的極性和鍵矩鍵的極性和鍵矩 13教學運用 三、三、誘導效應：誘導效應： 由于成鍵原子由于成鍵原子電

13、負性不同電負性不同所引起的，所引起的，電子云電子云沿鍵鏈沿鍵鏈 （包括（包括鍵和鍵和鍵）鍵）按按一定方向移動的效應一定方向移動的效應，或者說是鍵，或者說是鍵 的極性通過鍵鏈依次誘導傳遞的效應，稱為誘導效應的極性通過鍵鏈依次誘導傳遞的效應，稱為誘導效應 （Inductive effectsInductive effects），通常用），通常用“I I”表示。表示。 從下面幾組數(shù)據中找找規(guī)律從下面幾組數(shù)據中找找規(guī)律： (CH3)3CCOOHCH3CH2COOH CH3COOHHCOOH pKa5.50 4.844.76 3.77 + I 效應：效應：(CH3)3C ( (CH3)2CH CH3CH

14、2 CH3 CX CHCY + + + I I 效應效應標 準 14教學運用 ICH2COOH BrCH2COOH ClCH2COOHFCH2COOH pKa3.18 2.902.86 2.59 - -I 效應：效應：F ClCl BrBr I I CH3COOHClCH2COOH Cl2CHCOOHCl3CCOOH pKa4.76 2.861.36 0.63 取代羧酸的酸性與在烴基同一位置上引入取代羧酸的酸性與在烴基同一位置上引入- -I基團的數(shù)目有關，基團的數(shù)目有關， 數(shù)目越多，酸性越強。數(shù)目越多，酸性越強。 CH3CH2CH2COOHClCH2CH2CH2COOHCH3CHClCH2CO

15、OHCH3CH2CHClCOOH pKa4.82 4.52 4.062.80 取代羧酸的酸性與取代羧酸的酸性與- -I基團離羧基的距離有關，距離越遠，影響基團離羧基的距離有關，距離越遠，影響 越小。越小。 15教學運用 吸電子誘導效應（吸電子誘導效應（- - I）：）： 供電子誘導效應（供電子誘導效應（+ I）：）： HOCOO(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH3 NR3 + NO2SO2RCNSO2ArCOOHFCl BrIOArCOORORCORSHOH = CCRC6H5CH=CH2H 原子或基團的吸電子能力順序如下：原子或基團的吸電子能力順序如下： 16教學運用 有機化學反

16、應的類型和試劑的分類有機化學反應的類型和試劑的分類 一、共價鍵的斷裂方式：一、共價鍵的斷裂方式： 均裂：均裂：成鍵的一對電子平均分給兩個原子或原子成鍵的一對電子平均分給兩個原子或原子 團。均裂生成的團。均裂生成的帶單電子的原子或原子團帶單電子的原子或原子團稱為稱為自由基自由基， 或游離基?；蛴坞x基。 自由基不帶電荷，呈電中性。有很高的化學活性。自由基不帶電荷，呈電中性。有很高的化學活性。 自由基反應：自由基反應：通過共價鍵的通過共價鍵的均裂均裂而進行的反應。而進行的反應。 自由基反應一般在自由基反應一般在光或熱光或熱的作用下進行。的作用下進行。 17教學運用 2、異裂：異裂：成鍵的一對電子保留

17、在一個原子或原子團成鍵的一對電子保留在一個原子或原子團 上。異裂生成了上。異裂生成了正離子正離子或或負離子負離子。有機化合物異裂生。有機化合物異裂生 成成碳正離子（碳正離子（R+R+）或或碳負離子（碳負離子（R-R-）。 離子型反應：離子型反應：通過共價鍵的通過共價鍵的異裂異裂而進行的反應。離子型而進行的反應。離子型 反應一般在反應一般在酸、堿等極性試劑酸、堿等極性試劑的作用下進行。它又分為的作用下進行。它又分為 親核反應親核反應和和親電反應。親電反應。 18教學運用 二、有機中間體二、有機中間體 自由基自由基 碳正離子（碳正離子（R+R+） 碳負離子（碳負離子（R-R-）。 C + CH3

18、CH3 CH3 C . H H H (CH3)3C+的結構 sp2sp3 H3C 的結構 CH3 CH3 H C . (CH3)2CH的結構 . 19教學運用 三、有機試劑的類型：三、有機試劑的類型： 試劑可分為試劑可分為自由基試劑自由基試劑、離子試劑離子試劑。 離子試劑又分為離子試劑又分為親核試劑親核試劑和和親電試劑親電試劑 1 1、親電試劑：、親電試劑：在反應過程中接受電子或共用電子（這在反應過程中接受電子或共用電子（這 些電子原屬于另一反應物分子的）的試劑。些電子原屬于另一反應物分子的）的試劑。 2 2、親核試劑：、親核試劑：在反應過程中供給電子的試劑。在反應過程中供給電子的試劑。 20

19、教學運用 四、有機反應的基本類型：四、有機反應的基本類型： 1 1、按共價鍵斷裂的方式分類：、按共價鍵斷裂的方式分類： 1）自由基反應：自由基反應：通過共價鍵的均裂而進行的反應。通過共價鍵的均裂而進行的反應。 自由基反應一般在光或熱的作用下進行。自由基反應一般在光或熱的作用下進行。 2 2）離子型反應：）離子型反應：通過共價鍵的異裂而進行的反應。通過共價鍵的異裂而進行的反應。 離子型反應一般在酸、堿等極性試劑的作用下進行。離子型反應一般在酸、堿等極性試劑的作用下進行。 它又分為親核反應和親電反應。它又分為親核反應和親電反應。 3 3）周環(huán)反應：）周環(huán)反應：通過環(huán)狀過度態(tài)而進行的反應。通過環(huán)狀過

20、度態(tài)而進行的反應。 親電反應和親核反應親電反應和親核反應 ：由親電試劑進攻而發(fā)生由親電試劑進攻而發(fā)生 的反應為親電反應。由親核試劑進攻而發(fā)生的的反應為親電反應。由親核試劑進攻而發(fā)生的 反應為親核反應。反應為親核反應。 21教學運用 自由基反應 周環(huán)反應 離子型反應取代反應 加成反應 消除反應 重排反應 氧化還原反應 22教學運用 有機化合物的結構有機化合物的結構 分子中原子之間相互連接的順序叫做分子的分子中原子之間相互連接的順序叫做分子的構造。構造。 表示分子構造的化學式叫做表示分子構造的化學式叫做構造式。構造式。 無機化合物無機化合物：一個分子式只代表一個化合物，一個分子式只代表一個化合物，

21、 如：如：H2SO4 只代表硫酸。只代表硫酸。 有機化合物有機化合物：一個分子式可代表多個化合物，如：一個分子式可代表多個化合物，如： C2H5OH 即代表乙醇又代表甲醚。即代表乙醇又代表甲醚。 23教學運用 有機化合物構造式的表示方法通常有：有機化合物構造式的表示方法通常有： H:C:C :C:C H : : : : : : : : : H H H H H H H H CCCCH H HHHH HHHH CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 或 路易斯構造式短線（或網絡）構造式構造簡式鍵線式 較常用的為較常用的為構造簡式構造簡式和和鍵線式鍵線式。如：。如： 24教學運用 有機化

22、合物的分類及命名有機化合物的分類及命名 一、按碳架分類一、按碳架分類 1 1、開鏈化合物：、開鏈化合物：碳原子相互結合形成鏈狀碳原子相互結合形成鏈狀 2 2、碳環(huán)化合物：、碳環(huán)化合物：含有碳原子組成的碳環(huán)含有碳原子組成的碳環(huán) 1 1）、脂環(huán)化合物）、脂環(huán)化合物 2 2）、芳香族化合物）、芳香族化合物 3 3、雜環(huán)化合物：、雜環(huán)化合物：是環(huán)狀化合物，這種環(huán)是由碳原子和其是環(huán)狀化合物，這種環(huán)是由碳原子和其 他元素的原子共同組成他元素的原子共同組成 二、按官能團二、按官能團分類分類 官能團：官能團：是指有機化合物分子中是指有機化合物分子中特別能起化學反應特別能起化學反應的一的一 些原子或原子團。它常

23、?？梢詻Q定化合物的主要性質。些原子或原子團。它常?？梢詻Q定化合物的主要性質。 25教學運用 研究有機化合物的一般步驟研究有機化合物的一般步驟 1 1、分離提純：、分離提純：重結晶、升華法、蒸餾法、色層分析法重結晶、升華法、蒸餾法、色層分析法 以及離子交換法等以及離子交換法等 2 2、純度的檢定：、純度的檢定：測定熔點、沸點、相對密度和折射率測定熔點、沸點、相對密度和折射率 等等 3 3、實驗式和分子式的確定：、實驗式和分子式的確定：元素定性分析和定量分析元素定性分析和定量分析 、測其分子量，確定實驗式和分子式。、測其分子量，確定實驗式和分子式。 4 4、結構式的確定：、結構式的確定： 化學方法

24、化學方法 官能團分析、化學降解及合成官能團分析、化學降解及合成 物理方法物理方法 紅外紅外(IR)(IR)、紫外、紫外(UV)(UV)、核磁、核磁(NMR)(NMR)、質譜、質譜 (MS)(MS)、氣液色譜和、氣液色譜和X X衍射等。衍射等。 26教學運用 27教學運用 28教學運用 29教學運用 30教學運用 化學鍵的極性：以鍵矩又稱偶極矩（化學鍵的極性：以鍵矩又稱偶極矩（ ）來量度。）來量度。 偶極矩是向量，帶有方向性，一般以偶極矩是向量，帶有方向性，一般以“ ”來表示，來表示， 箭頭表示從正電荷到負電荷的方向。箭頭表示從正電荷到負電荷的方向。 多原子分子的偶極矩是分子中各個多原子分子的偶

25、極矩是分子中各個 鍵的偶極矩的向量和。鍵的偶極矩的向量和。 C H H Cl Cl = 5.3410-30C.m HBr = 2.6010-30C.m 非極性共價鍵：兩個相同原子組成的共價鍵，成鍵電子云非極性共價鍵：兩個相同原子組成的共價鍵，成鍵電子云 均勻分布在兩核周圍。均勻分布在兩核周圍。 ClCl2 2 ； H H2 2 極性共價鍵：不同原子組成的共價鍵，成鍵電子云均偏向極性共價鍵：不同原子組成的共價鍵，成鍵電子云均偏向 電負性大的原子一邊。電負性大的原子一邊。HCl HCl ；H H2 2O O 31教學運用 鍵的極性鍵的極性：鍵的極性大小取決于成鍵兩原子電負性的鍵的極性大小取決于成鍵

26、兩原子電負性的 差值，與外界條件無關，是差值，與外界條件無關，是永久永久的性質。的性質。 鍵的極化性鍵的極化性：鍵的極化性是共價鍵在外電場的作用下，鍵的極化性是共價鍵在外電場的作用下， 使鍵的極性發(fā)生變化。鍵的極化性用鍵的極化度來度量，使鍵的極性發(fā)生變化。鍵的極化性用鍵的極化度來度量， 其大小除與成鍵原子的體積、電負性和鍵的種類有關外，其大小除與成鍵原子的體積、電負性和鍵的種類有關外， 還與外電場強度有關，是還與外電場強度有關，是暫時暫時的性質。的性質。 32教學運用 33教學運用 小結小結： 鍵長與鍵能鍵長與鍵能反映了鍵的強度，即分子的熱穩(wěn)定性。反映了鍵的強度，即分子的熱穩(wěn)定性。 鍵角鍵角反

27、映了分子的空間形象。反映了分子的空間形象。 鍵矩和鍵的極化性鍵矩和鍵的極化性反映了分子的化學反應活性，并影反映了分子的化學反應活性，并影 響它們的物理性質。響它們的物理性質。 鍵的極性影響化學反應：鍵的極性影響化學反應： 分子的極性影響物性常數(shù)，如：沸點、熔點、溶分子的極性影響物性常數(shù)，如：沸點、熔點、溶 解度解度 34教學運用 鍵能：鍵能：氣態(tài)時原子氣態(tài)時原子A A和原子和原子B B結合成結合成1molA-B1molA-B雙原子分子（氣態(tài)）雙原子分子（氣態(tài)） 所放出的能量。通常鍵能愈大，鍵愈牢固。所放出的能量。通常鍵能愈大，鍵愈牢固。 鍵的離解能鍵的離解能：要使：要使1molA-B1molA

28、-B雙原子分子（氣態(tài)）雙原子分子（氣態(tài)） 共價鍵解離為原子（氣態(tài)）時所需的能量。共價鍵解離為原子（氣態(tài)）時所需的能量。H 0,H 0,吸熱；吸熱； 常用符號常用符號 D（A-B）表示。 HHHHHH+ +H H H=+436kJ/molH=+436kJ/mol；D=436kJ/molD=436kJ/mol A(A(氣氣)+B()+B(氣氣)AB()AB(氣氣) ) ClClClClClCl+ +Cl D =+242kJ/molCl D =+242kJ/mol ClCl+Cl+ClCl2 Cl2 H=-242kJ/molH=-242kJ/mol 鍵能與鍵的離解能的差異：鍵能與鍵的離解能的差異：

29、雙原子分子：雙原子分子：鍵能即是鍵的離解能。鍵能即是鍵的離解能。 多原子分子：多原子分子：鍵能則泛指分子中幾個同類型鍵的鍵能則泛指分子中幾個同類型鍵的 離解能的平值離解能的平值。 35教學運用 36教學運用 有機化合物的分類有機化合物的分類 37教學運用 官能團官能團 38教學運用 官能團官能團典型有機化合物典型有機化合物所屬類別所屬類別 C C C CC H CH XCH3CH2 Cl OH CH3CH2 OH OH OCH3 OCH3 C H O CH3 C H O CH3 C O H O C O H O NH2 CH3 NH2 CH2 CH2 酮酮 39教學運用 練習練習 v下列化合物中

30、有下列化合物中有2 2個官能團的是個官能團的是( )( ) A A、CHCH3 3CHCH2 2ClCl B B、 C C、CHCH2 2=CHCl=CHCl D D、 Cl OH O2N C D 40教學運用 同系物同系物 結構相似、分子組成相差一個或結構相似、分子組成相差一個或 若干個若干個“CHCH2 2”原子團的有機化合原子團的有機化合 物互相稱為同系物物互相稱為同系物 結構相似結構相似 相同的通式相同的通式 相同的官能團相同的官能團 相似的化學性質相似的化學性質 注意：注意： 41教學運用 判斷判斷(它們是否屬于同系物）它們是否屬于同系物） CH2=CHCOOH CH3CH2CH2C

31、OOH CH2=CHCOOH CH2=CHCH2COOH 不是不是 是是 HOCH2CH2OH （HO）CH2CH（OH）CH2OH 不是不是 42教學運用 A A、CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3和和 CHCH3 3CHCH（CHCH3 3）2 2 B B、CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2OHOH和和CHCH2 2CHCH2 2 C C、 D D、CHCH2 2=CH-CH=CH=CH-CH=CH2 2和和CHCHCHCH OH OH OH OH 1 1、下列互為同系物的一組是（、下列互為同系物的一組是（ ） A 43教學運用 2 2、下列說法

32、正確的是（、下列說法正確的是（ ） 相鄰的兩互為同系物的物質間在相對分子質量上相鄰的兩互為同系物的物質間在相對分子質量上 相差相差1414； 分子組成相差若干個分子組成相差若干個CHCH2 2的有機物一定互稱為同的有機物一定互稱為同 系物；系物； 同系物間具有相同的通式；同系物間具有相同的通式； 具有相同分子通式的化合物間一定互為同系物；具有相同分子通式的化合物間一定互為同系物； 具有相同的官能團的有機物一定互稱為同系物；具有相同的官能團的有機物一定互稱為同系物； 同系物間具有相似的化學性質；同系物間具有相似的化學性質； 同系物間具有相同的物理性質；同系物間具有相同的物理性質； 44教學運用

33、烴烴: 烴的衍生物烴的衍生物 只含碳氫元素的有機物只含碳氫元素的有機物 烴分子中的氫原子被其它原子或烴分子中的氫原子被其它原子或 原子團取代后得到的物質，常含原子團取代后得到的物質，常含 C C、H H、O O、N N、P P、X X等元素等元素 一、有機化合物的分類一、有機化合物的分類 45教學運用 鹵代烴鹵代烴 醇醇 醛醛 羧酸羧酸 醚醚 . . . . X OH C H O C O H O O 46教學運用 3 3、按碳的骨架分、按碳的骨架分 鏈狀鏈狀化合物化合物 環(huán)狀化合物環(huán)狀化合物 脂環(huán)脂環(huán)化合物化合物 芳香芳香族族化合物化合物 脂肪烴脂肪烴 鏈狀烴鏈狀烴 脂環(huán)烴脂環(huán)烴 又稱脂肪族化

34、合物又稱脂肪族化合物 47教學運用 課堂練習課堂練習 48教學運用 、下列各對物質中，按官能團進行分、下列各對物質中，按官能團進行分 類，屬于同一類物質的是（）類，屬于同一類物質的是（） A、 CH3 OH CH3 OH C、 CH2OHCH3 OH D、CH3 O HCOCH3 O HCO A B、 O CH3 C H O 49教學運用 3、指出下列有機化合物的所屬類別：、指出下列有機化合物的所屬類別： CH3 CHCHC CH3 CH3C CH3 A、屬于 COOH OH CHCH3CHCH2CHCHD、 屬于 B、CH2CHBrCH2Cl屬于 C、OHH C O 屬于 烯烯 鹵代烴鹵代烴

35、 酚、醛酚、醛 醇、羧酸醇、羧酸 50教學運用 有有 機機 物物 烴烴 烴烴 的的 衍衍 生生 物物 鏈烴鏈烴 環(huán)烴環(huán)烴 飽和烴飽和烴 不飽和烴不飽和烴 脂環(huán)烴脂環(huán)烴 芳香烴芳香烴 鹵代烴鹵代烴 含含 氧氧 衍衍 生生 物物 醇醇 醛醛 羧酸羧酸 CH3CH3 CH3Br Cl CH3OH OH CH3-O-CH3 CH3CHO CH3COOH CH3-C-CH3 O CH2CH2CH CH 酮酮 酚酚 醚醚 酯酯 CH3COOCH2CH3 小結：小結： 51教學運用 鏈狀化合物鏈狀化合物 這類化合物分子中的碳這類化合物分子中的碳 原子相互連接成鏈狀。（因其最初是原子相互連接成鏈狀。（因其最初

36、是 在脂肪中發(fā)現(xiàn)的，所以又叫脂肪族化在脂肪中發(fā)現(xiàn)的，所以又叫脂肪族化 合物。）如：合物。）如： CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2OH 52教學運用 環(huán)狀化合物環(huán)狀化合物 這類化合物分子中含有由碳原這類化合物分子中含有由碳原 子組成的環(huán)狀結構。它又可分為兩類：子組成的環(huán)狀結構。它又可分為兩類： （1）脂環(huán)化合物：是一類性質和脂肪族）脂環(huán)化合物：是一類性質和脂肪族 化合物相似的碳環(huán)化合物。如：化合物相似的碳環(huán)化合物。如： OH 53教學運用 （2）芳香族化合物）芳香族化合物：是分子中含有：是分子中含有 苯環(huán)的有機化合物。如：苯環(huán)的有機化合物。如： 苯苯萘萘 54教學運用 醇醇 OH

37、 OH 羥基（連接在脂肪烴基上）羥基（連接在脂肪烴基上） CHCH3 3CHCH2 2OHOH CHCH3 3OHOH HOCHHOCH2 2CHCH2 2OHOH CH2OH 55教學運用 酚酚 OH OH 羥基（連接苯環(huán)上）羥基（連接苯環(huán)上） OH OH CH3 56教學運用 第三章 有機化合物的同分異構現(xiàn)象 57教學運用 v學習要求：學習要求： v1 掌握立體異構、光學異構、對稱因素（主要指對稱掌握立體異構、光學異構、對稱因素（主要指對稱 面、對稱中心）、手性碳原子、手性分子、對映體、非面、對稱中心）、手性碳原子、手性分子、對映體、非 對映體、外消旋體、內消旋體等基本概念。對映體、外消旋

38、體、內消旋體等基本概念。 v2 掌握書寫費歇爾投影式的方法。掌握書寫費歇爾投影式的方法。 v3 掌握構型的掌握構型的D、L和和R、S標記法。標記法。 v4 掌握判斷分子手性的方法。掌握判斷分子手性的方法。 v5 初步掌握親電加成反應的立體化學。初步掌握親電加成反應的立體化學。 58教學運用 異構現(xiàn)象是有機化學中存在著的極為普遍異構現(xiàn)象是有機化學中存在著的極為普遍 的現(xiàn)象。其異構現(xiàn)象可歸納如下：的現(xiàn)象。其異構現(xiàn)象可歸納如下： 構造異構構造異構 立體異構立體異構 碳鏈異構碳鏈異構 官能團異構官能團異構 位置異構位置異構 互變異構互變異構 構型異構構型異構 構象異構構象異構 順反異構順反異構 對映非

39、對映異構對映非對映異構 同分異構同分異構 單鍵旋轉異構單鍵旋轉異構 叔胺翻轉異構叔胺翻轉異構 59教學運用 立體異構立體異構 構造相同構造相同,分子中原子或基團在空間的排列方式不同。分子中原子或基團在空間的排列方式不同。 幾何異構 因共價鍵旋轉受阻而產生的立體異構。 構象異構 因單鍵“ 自由” 旋轉而產生的立體異構。 CH3 H H CH3 H H H CH3 H H H CH3 CH3 CH3 旋光異構 因分子中手性因素而產生的立體異構。 CH3CC2H5 Br Cl C CH3 Cl C2H5 Br C CH3 Cl Br H5C2 60教學運用 同分異構是多層次性同分異構是多層次性 構造

40、異構、構造異構、構型異構構型異構和和構象異構構象異構是不同層次上的異構。其是不同層次上的異構。其 中構造異構屬較低層次的異構形式，其次為構型異構，而中構造異構屬較低層次的異構形式，其次為構型異構，而 構象異構是較高層次的異構形式。構象異構是較高層次的異構形式。其中低層次異構形式通其中低層次異構形式通 常包含有較高層次的異構形式。常包含有較高層次的異構形式。 v對映異構是指分子式、構造式相同，對映異構是指分子式、構造式相同，構型不同，互呈構型不同，互呈 鏡像對映關系的立體異構現(xiàn)象鏡像對映關系的立體異構現(xiàn)象。 61教學運用 為什么要研究對映異構呢？因：為什么要研究對映異構呢？因： 1天然有機化合物

41、大多有旋光現(xiàn)象。天然有機化合物大多有旋光現(xiàn)象。 2物質的旋光性與藥物的療效有關（如左旋維生素物質的旋光性與藥物的療效有關（如左旋維生素C可可 治治抗壞血病，而右旋的不行）?？箟难。倚牟恍校?。 3用于研究有機反應機理。用于研究有機反應機理。 62教學運用 1848年年 Pasteur（巴斯德（巴斯德 法國化學家）在顯微鏡下用法國化學家）在顯微鏡下用 鑷子將外消旋酒石酸拆分成右旋和左旋酒石酸。鑷子將外消旋酒石酸拆分成右旋和左旋酒石酸。 二者的關系：二者的關系：互為鏡象互為鏡象（實物與鏡象關系，或者（實物與鏡象關系，或者 說左、右手關系）。說左、右手關系）。二者無論如何也不能完全重疊。二者無

42、論如何也不能完全重疊。 實物與鏡象不能重疊的分子，稱為手性分子。實物與鏡象不能重疊的分子，稱為手性分子。 手性和對映體手性和對映體 手性手性(Chirality)(Chirality)：實物與其鏡影不能重疊的現(xiàn)象。：實物與其鏡影不能重疊的現(xiàn)象。 一、手性一、手性 63教學運用 物質分子能否與其鏡象完全重疊（是否有手性），可從物質分子能否與其鏡象完全重疊（是否有手性），可從 分子中有無對稱因素來判斷。分子中有無對稱因素來判斷。 64教學運用 二、二、對稱因素：對稱因素： 1. 對稱軸對稱軸Cn 以設想直線為軸旋轉以設想直線為軸旋轉360。 。/ n，得到與原分子相同的 ，得到與原分子相同的 分子

43、，該直線稱為分子，該直線稱為n重對稱軸（又稱重對稱軸（又稱n階對稱軸）。階對稱軸）。 CC Cl ClH H 三重對稱軸(C3)動畫演示 六重對稱軸(C6)動畫演示 二重對稱軸動畫演示 65教學運用 2. 對稱面對稱面 某一平面將分子分為兩半，就象一面鏡子，實物（一某一平面將分子分為兩半，就象一面鏡子，實物（一 半）與鏡象（另一半）彼此可以重疊，則該平面是對稱面。半）與鏡象（另一半）彼此可以重疊，則該平面是對稱面。 C CH3 Cl Cl H CC HCl HCl 對稱面 對稱面 66教學運用 3. 對稱中心對稱中心 i 分子中有一中心點，通過該點分子中有一中心點，通過該點 所畫的直線都以等距

44、離達到所畫的直線都以等距離達到 相同的基團，則該中心點是對稱中心。相同的基團，則該中心點是對稱中心。 COOH COOH Br Br H H H H P CH3 CH3 Br Br H H H H H H H HP 67教學運用 4. 交替對稱軸（旋轉反映軸）交替對稱軸（旋轉反映軸） Sn H H Cl Cl H H Cl Cl 旋旋轉轉 HH Cl Cl H Cl Cl H - - H H Cl Cl H H Cl Cl 9 90 0 。 交替對稱軸動畫演示 Sn = Cn + （垂直于（垂直于Cn） 1956年首次合成了一個 有四重更迭軸的分子 分子繞設想直線為軸，旋轉分子繞設想直線為軸，

45、旋轉360360。 。/ n / n后，再用一個與此直后，再用一個與此直 線垂直的平面進行反映（即以此平面為鏡面，作出鏡線垂直的平面進行反映（即以此平面為鏡面，作出鏡 象），如果得到的鏡象與原分子完全相同，該直線稱為象），如果得到的鏡象與原分子完全相同，該直線稱為n n 重交替對稱軸（稱重交替對稱軸（稱Sn ）。）。 68教學運用 結論結論： A. .有對稱面、對稱中心、四重交替對稱軸有對稱面、對稱中心、四重交替對稱軸的分子均的分子均 可與其鏡象重疊，是非手可與其鏡象重疊，是非手性分子；反之，為手性分子。性分子；反之，為手性分子。 至于對稱軸并不能作為分子是否具有手性的判據。至于對稱軸并不能作

46、為分子是否具有手性的判據。 B. .大多數(shù)非手性分子都有對稱軸或對稱中心，只有大多數(shù)非手性分子都有對稱軸或對稱中心，只有 交替對稱軸而無對稱面或對稱中心的化合物是少數(shù)。交替對稱軸而無對稱面或對稱中心的化合物是少數(shù)。 既無對稱面也沒有對稱中心的既無對稱面也沒有對稱中心的，一般可判定為是，一般可判定為是手性分子手性分子。 分子的手性是對映體存在的分子的手性是對映體存在的必要和充分條件必要和充分條件。 如果分子中如果分子中不存在對稱面、對稱中心和四重更迭對稱不存在對稱面、對稱中心和四重更迭對稱 軸軸，則這個分子具有手性，則這個分子具有手性 69教學運用 實驗事實：實驗事實： CH 3 CHCOOH

47、OH 從肌肉中得到的肌肉乳酸+ 3.82。 葡萄糖發(fā)酵得到的乳酸3.82。 酸牛奶中得到的乳酸0。 來 源旋 光 性 羥基丙酸 ( 乳酸 ) 同為乳酸，同為乳酸， 為什么會具有為什么會具有 不同的光學性不同的光學性 質呢？質呢？ COOH CH3 OH H COOH CH3 OH H CC COOHCOOH CH3H3CHOOH HH - - 三、三、對映體對映體 70教學運用 對映體：對映體：分子的構造相同，但構型不同，分子的構造相同，但構型不同，形成實物與鏡象形成實物與鏡象 的兩種分子的兩種分子，稱為對映異構體（簡稱：對映體）。，稱為對映異構體（簡稱：對映體）。 成對存在，旋光能力相同，但

48、旋光方向相反。成對存在，旋光能力相同，但旋光方向相反。 對映異構動畫演示對映異構動畫演示 v對映異構體之間的物理性質和化學性質基本相同，對映異構體之間的物理性質和化學性質基本相同， 只是對平面偏振光的旋轉方向只是對平面偏振光的旋轉方向（旋光性能）不同。（旋光性能）不同。在在 手性環(huán)境條件下手性環(huán)境條件下，對映體會表現(xiàn)出某些不同的性質，對映體會表現(xiàn)出某些不同的性質， 如如反應速度有差異，生理作用的不同等。反應速度有差異，生理作用的不同等。 71教學運用 光是一種電磁波，光波的振動方向與光的前進方向垂直。光是一種電磁波，光波的振動方向與光的前進方向垂直。 平面偏振光 旋光性與比旋光度旋光性與比旋光

49、度 一、旋光性旋光性 普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一個方普通光在通過尼克爾棱鏡后形成的只在一個方 向傳播的平面光叫偏振光。向傳播的平面光叫偏振光。 1. 偏振光偏振光( plane-polarized light ) 72教學運用 2.旋光性：旋光性：也稱也稱光學活性光學活性 ( optical activity ) 物質能使偏振光發(fā)生偏轉的性質。物質能使偏振光發(fā)生偏轉的性質。 結論：結論： 物質有兩類：物質有兩類： （1）旋光性物質）旋光性物質能使偏振光振動面旋轉的性質，能使偏振光振動面旋轉的性質， 叫做旋光性；具有旋光性的物質，叫做旋光性物質。叫做旋光性；具有旋光性的物質，叫做旋光性

50、物質。 （2）非旋光性物質）非旋光性物質不具有旋光性的物質，叫做不具有旋光性的物質，叫做 非旋光性物質。非旋光性物質。 73教學運用 3.右旋和左旋右旋和左旋 ( dextrorotatory and levorotatory ) 使偏振光振動平面使偏振光振動平面向右旋轉向右旋轉稱稱右旋右旋，“ + ”或或“d” 使偏振光振動平面使偏振光振動平面向左旋轉向左旋轉稱稱左旋左旋，“ - ”或或“l(fā)” 4.旋光度（旋光度（observed rotation) 旋光活性物質使偏振光振動平面旋轉的角度，用旋光活性物質使偏振光振動平面旋轉的角度，用“a a ” 表示。表示。 它不僅是由它不僅是由物質的旋光

51、性物質的旋光性（與物質的結構有關）（與物質的結構有關）決定的，決定的， 也與測定的條件有關。也與測定的條件有關。 旋光度大小的影響因素：旋光度大小的影響因素：1 1、溫度、溫度 2 2、波長、波長 3 3、溶劑的性、溶劑的性 質質 4 4、旋光管的長度、旋光管的長度 5 5、旋光管中物質濃度、旋光管中物質濃度 74教學運用 旋光儀旋光儀(polarimeter) 75教學運用 5. 比旋光度（比旋光度（specific rotation) 為了便于比較，就要使其成為一個常量，故用比旋光為了便于比較，就要使其成為一個常量，故用比旋光 度度來表示：來表示： 在一定溫度和波長（通常為鈉光燈，波長為在

52、一定溫度和波長（通常為鈉光燈，波長為589 nm） 條件下，條件下，樣品管長度為樣品管長度為1dm，樣品濃度為，樣品濃度為1gml-1時測得時測得 的旋光度的旋光度。是一物理常數(shù)。是一物理常數(shù)。 cl a a D D - 鈉光源，波長為鈉光源，波長為589nm； T - 測定溫度，單位為測定溫度，單位為 a a - 實測的旋光度；實測的旋光度； l - 樣品池的長度，單位為樣品池的長度，單位為dm； c - 為樣品的濃度，單位為為樣品的濃度，單位為gml-1。 T 76教學運用 C(g/ml) l(dm) a 例：從粥樣硬化動脈中分離出來的膽甾醇例：從粥樣硬化動脈中分離出來的膽甾醇0.5g溶解

53、于溶解于20ml 氯仿，并放入氯仿，并放入1dm的測量管中，測得旋光度的測量管中，測得旋光度-0.76o。求其比。求其比 旋光度。旋光度。 如何確定一個活性物質是如何確定一個活性物質是+60o的右旋體還是的右旋體還是-300o的左旋體的左旋體？ 77教學運用 含一個手性碳原子化合物的對映異構含一個手性碳原子化合物的對映異構 手性碳原子的概念：手性碳原子的概念：連有四個各不相同基團的碳原子連有四個各不相同基團的碳原子稱稱 為手性碳原子（或手性中心）用為手性碳原子（或手性中心）用C*表示。表示。 含有含有一個手性碳原子一個手性碳原子的化合物的化合物一定是手性分子一定是手性分子。 它有兩種不同的構型

54、，是互為實物與鏡象關系的立體異它有兩種不同的構型，是互為實物與鏡象關系的立體異 構體，稱為對映異構體（簡稱為對映體）。構體，稱為對映異構體（簡稱為對映體）。 一、對映體、對映體 78教學運用 二、二、外消旋體外消旋體 等量的左旋體和右旋體的等量的左旋體和右旋體的混合物混合物稱為外消旋體，一般用（稱為外消旋體，一般用（ 或或dldl）來表示。）來表示。無旋光性無旋光性。 外消旋體與對映體的比較（以乳酸為例）：外消旋體與對映體的比較（以乳酸為例）： 旋光性旋光性 物理性質物理性質 化學性質化學性質 生理作用生理作用 外消旋體外消旋體 不旋光不旋光 mp 18 基本相同基本相同 各自發(fā)揮其左右各自發(fā)

55、揮其左右 對映體對映體 旋光旋光 mp 53 基本相同基本相同 旋體的生理功能旋體的生理功能 對映體對映體互為物體與鏡象關系的立體異構體?；槲矬w與鏡象關系的立體異構體。 對映異構體都有旋光性，其中一個是對映異構體都有旋光性，其中一個是左旋左旋的，一個是的，一個是 右旋右旋的。所以對映異構體又稱為旋光異構體。的。所以對映異構體又稱為旋光異構體。 外消旋體外消旋體可分離可分離成左旋體與右旋體。成左旋體與右旋體。 79教學運用 一、對映體構型的表示方法一、對映體構型的表示方法 對映體的構型可用立體結構（楔形式和透視式）和對映體的構型可用立體結構（楔形式和透視式）和 費歇爾（費歇爾（EFischer

56、）投影式表示，）投影式表示， 1、立體結構式、立體結構式 COOH HOH CH3 C COOH CH3 H OH C COOH CH3 OH H 乳酸 優(yōu)點： 形象生動，一目了然 缺點： 書寫不方便 楔形式透視式 構型的表示法、構型的確定和構型的標記構型的表示法、構型的確定和構型的標記 80教學運用 2.Fischer 2.Fischer 投影式：投影式： COOH H CH3 OH H COOH OH CH3 HOH CH3 COOH 乳酸對映體的費歇爾投影式 1)投影原則：投影原則： 1 橫、豎兩條直線的交叉點代表手性碳原子，位于紙平面。橫、豎兩條直線的交叉點代表手性碳原子，位于紙平面。

57、 2 橫線表示與橫線表示與C*相連的兩個鍵指向相連的兩個鍵指向紙平面的前面，豎線表紙平面的前面，豎線表 示示指向指向紙平面的后面。紙平面的后面。 3 將含有碳原子的基團寫在豎線上，編號最小的碳原子寫將含有碳原子的基團寫在豎線上，編號最小的碳原子寫 在豎線上端。在豎線上端。 81教學運用 2 2）使用）使用費歇爾投影式應注意的問題：費歇爾投影式應注意的問題： a 基團的位置關系是基團的位置關系是“橫前豎后橫前豎后” b 不能離開紙平面翻轉不能離開紙平面翻轉180；也不能在紙平面上旋轉；也不能在紙平面上旋轉 90或或270與原構型相比。與原構型相比。 C C 將投影式在紙平面上旋轉將投影式在紙平面

58、上旋轉180，仍為原構型。，仍為原構型。 3 3）判斷不同投影式是否同一構型的方法：）判斷不同投影式是否同一構型的方法： （1 1）、）、 將投影式在紙平面上旋轉將投影式在紙平面上旋轉180180，仍為原構型。，仍為原構型。 HOH COOH CH 3 HHO COOH CH 3 在紙平面 180 82教學運用 （2）、任意固定一個基團不動，依次順時針或反時針調）、任意固定一個基團不動，依次順時針或反時針調 換另三個基團的位置，不會改變原構型。換另三個基團的位置，不會改變原構型。 H CH3 OH C2H5 H OH CH3 HOH CH H3COH H C2H5 C2H5C2H5 = 83教

59、學運用 （3）、對調任意兩個基團的位置，對調偶數(shù)次構型）、對調任意兩個基團的位置，對調偶數(shù)次構型 不變，對調奇數(shù)次則為原構型的對映體。例如：不變，對調奇數(shù)次則為原構型的對映體。例如： HO CHO CH2OH H HOH CH2OH CHO HO CHO CH2OH H H CHO CH2OH OH OH與H對調一次 CHO與 對調一次 OH與H對調一次 同一構型 對映體 CH2OH 84教學運用 3、構型的多種表示方法的相互轉變、構型的多種表示方法的相互轉變 CH2CH3 ClH CH3 OHH H CH2CH3 Cl H3C HO HCH3H3CH2C CH2CH3 CH3 CH3 CH2

60、CH3 請將該化合物表示為鋸架式和請將該化合物表示為鋸架式和 Fischer投影式投影式 H H OH Cl H H HO Cl H HOH Cl 85教學運用 絕對構型絕對構型 一種手征性的化合物的實際的三維結構一種手征性的化合物的實際的三維結構 絕對構型的測定絕對構型的測定 X-射線單晶衍射射線單晶衍射(1950年）年） 化學關聯(lián)法化學關聯(lián)法 相對構型相對構型 相對于另外的化合物的構型的一種化合物的結構相對于另外的化合物的構型的一種化合物的結構 二、構型的確定二、構型的確定 絕對構型與相對構型絕對構型與相對構型 C CH HO O C CH H2 2O OH H H HO OH H - -