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文檔簡(jiǎn)介
有機(jī)化學(xué)
OrganicChemistry
主講:李克強(qiáng)
答疑地點(diǎn):魚山化學(xué)館312房間
答疑時(shí)間:周三下午14點(diǎn)-15點(diǎn)
e-mail:likeqiang@
公用郵箱:youjihuaxue111@
密碼:******教材:有機(jī)化學(xué)(第二版)徐壽昌主編,高教出版社出版(1993)主要參考書:
⑴
[美]R.T.莫里森、R.N.博伊德著《有機(jī)化學(xué)》科學(xué)出版社1980年⑵
邢其毅等編著《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》(第三版)高等教育出版社2008年⑶
[美]K.彼得等著《有機(jī)化學(xué)-結(jié)構(gòu)與功能(第四版)》化學(xué)工業(yè)出版社2006年網(wǎng)絡(luò)資源:
/yjjpk/
北大有機(jī)化學(xué)網(wǎng)上課堂
/
復(fù)旦大學(xué)精品課程
/youjihuaxue/index.htm
中山大學(xué)
/chem125_oyc/
美國(guó)耶魯大學(xué)《新生有機(jī)化學(xué)》第一章
~第十章第九周或十周期中考試(前9章)
第十一章~第二十章
第十八周結(jié)課
注:1.第四章和第十二章譜學(xué)內(nèi)容合在“波譜分析”介紹
2.第二十章內(nèi)容不講教學(xué)安排
期中和期末考試各一次課堂練習(xí)多次:計(jì)入成績(jī)成績(jī)?cè)u(píng)定的主要因素:期中和期末考試(約4:6)70分成績(jī)?cè)u(píng)定的其它因素:習(xí)題及電子作業(yè)完成情況、隨堂練習(xí)情況和出勤率(簽字)等30分考試和成績(jī)每節(jié)課后根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排一定量的作業(yè)每一章結(jié)束后交作業(yè)未布置的習(xí)題自行完成鼓勵(lì)完成課堂布置思考題關(guān)于習(xí)題課前預(yù)習(xí)聽課、記筆記整理、歸納、總結(jié)做習(xí)題(鞏固)——非常重要??!討論及答疑學(xué)好有機(jī)化學(xué)的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)切記:不要死記硬背不要臨時(shí)抱佛腳反應(yīng)物產(chǎn)物學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的幾個(gè)方面有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)反應(yīng)性質(zhì)結(jié)構(gòu)有機(jī)反應(yīng)與反應(yīng)機(jī)理有規(guī)律的反應(yīng)特殊反應(yīng)反應(yīng)原理反應(yīng)過程機(jī)理反應(yīng)規(guī)律有機(jī)反應(yīng)的應(yīng)用——有機(jī)合成簡(jiǎn)單化合物多步反應(yīng)復(fù)雜分子?反應(yīng)物如何步驟最少產(chǎn)率最好第一章緒論
學(xué)習(xí)要求
1.了解有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的含義;了解有機(jī)化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史;了解有機(jī)化合物的研究程序和方法
2.理解有機(jī)化合物的特點(diǎn)
3.掌握共價(jià)鍵理論的要點(diǎn)、共價(jià)鍵的屬性及重要參數(shù)
4.掌握共價(jià)鍵的斷裂方式及有機(jī)反應(yīng)的類型
5.掌握電子效應(yīng)
6.理解有機(jī)化合物的分類原則;熟悉主要官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)
7.熟悉有機(jī)化學(xué)中的酸堿概念
重點(diǎn)與難點(diǎn)(一)
重點(diǎn)1.共價(jià)鍵的一些基本概念2.有機(jī)反應(yīng)的類型(二)
難點(diǎn)1.共價(jià)鍵理論2.雜化軌道理論3.誘導(dǎo)效應(yīng)及判斷準(zhǔn)則4.
共軛效應(yīng)及判斷準(zhǔn)則(三)
問題1.為什么要學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)?2.怎樣學(xué)好有機(jī)化學(xué)?第一章緒論1有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)根據(jù)來源分類無機(jī)物(源于礦物體)有機(jī)物(源于動(dòng)植物—有生機(jī)之物)從葡萄中分離出酒石酸;從酸牛奶中分離出乳酸;從金雞樹皮中分離出奎寧;干餾木材得甲醇、丙酮、和醋酸…第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)1.根據(jù)來源分類
-------“生命力學(xué)說”
超自然的神秘力量,將無、有機(jī)物截然分開。有機(jī)物與生命密切相關(guān)會(huì)隨生命的死亡而變質(zhì),是“有機(jī)的”,不能人工合成。貝格曼(T.Bergman),1770“有機(jī)”(Organic)“有機(jī)體”(Organism)的來源
A:1828年,德國(guó)化學(xué)家魏勒(F.Wōh(huán)ler)的實(shí)驗(yàn)由氰酸銨(無機(jī)物)制得尿素(有機(jī)物)inorganicorganic第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)B:柯爾伯(H.Kolbe)(German)(1845年)
S光,水
Na-HgC+Cl2CCl4Cl3CCOOHCH3COOHC:法國(guó)化學(xué)家柏賽羅(M.Berthlot)(1854年)合成了油脂D:(1854-1856年)合成了甲烷、甘油、乙醇等許多典型有機(jī)化合物結(jié)論:有機(jī)物和無機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化,遵循一般的物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律生命力學(xué)說破產(chǎn)第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)1781年,法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫(Lavoisier)將他的燃燒理論應(yīng)用于有機(jī)化合物的分析上1831年,法國(guó)化學(xué)家杜馬斯(JeanBaptisteDumas)提出有機(jī)氮的分析方法(杜馬斯定氮法)德國(guó)化學(xué)家李比希(Liebig)進(jìn)一步改進(jìn)了分析方法,使碳?xì)浞治龀蔀榫_的定量分析技術(shù)現(xiàn)代化學(xué)之父拉瓦錫(1743-1794)李比希
(1803-1873)第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)2.有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物(organiccompound):
碳?xì)浠衔锛捌溲苌?。有機(jī)化學(xué)(OrgannicChemistry):
是研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成、反應(yīng)機(jī)理等的一門學(xué)科。
HCNOFPSClBrISiB有機(jī)化合物中常見的元素next第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)有機(jī)化合物與人類生活息息相關(guān)第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)
有機(jī)化學(xué)的近代發(fā)展
借助于近代物理學(xué)的進(jìn)展,有機(jī)化學(xué)得到長(zhǎng)足的發(fā)展,不僅在實(shí)驗(yàn)室里分離和提取了一系列天然有機(jī)產(chǎn)物,而且還合成出一些自然界未曾發(fā)現(xiàn)的化合物,并逐步興起了有機(jī)合成化學(xué)工業(yè),尤其以染料和制藥工業(yè)最為突出。20世紀(jì)30年代,隨著石油等天然資源的開發(fā)和利用,世界進(jìn)入了合成高分子材料的新時(shí)代。
第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)1901~2010年,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)共102項(xiàng),其中有機(jī)化學(xué)方面的化學(xué)獎(jiǎng)63項(xiàng),占化學(xué)獎(jiǎng)62%2010年“鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)
”——美國(guó)科學(xué)家理查德-赫克、日本科學(xué)家根岸榮一和鈴木章食品生物食品天然產(chǎn)物化學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)當(dāng)代有機(jī)化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì):與生命科學(xué)的結(jié)合。有機(jī)化學(xué)小分子復(fù)雜分子大分子超分子結(jié)構(gòu)單元分子大分子超分子亞細(xì)胞細(xì)胞組織生物個(gè)體生命科學(xué)
2000年~2010年與有機(jī)和生命科學(xué)有關(guān)的化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)六項(xiàng);
2008年“綠色熒光蛋白”
2009年“對(duì)核糖體結(jié)構(gòu)和功能的研究”
錢永健下村修
施泰茨(Thomas
A.
Steitz)
阿達(dá)-尤納斯約納特(Ada
E.
Yonath)
第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)
獨(dú)特功能分子(各種性能材料、生理活性分子、天然產(chǎn)物)的全合成。有機(jī)化學(xué)中,有機(jī)合成占有獨(dú)特的核心地位。1989年美國(guó)哈佛(Harvard)大學(xué)kishi教授等完成??舅?palytoxin)的全合成。(分子式C129H223N3O54)第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)天然產(chǎn)物的研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定有機(jī)合成反應(yīng)機(jī)理的研究反應(yīng)機(jī)理:一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)過程的詳細(xì)描述,(又稱為反應(yīng)歷程或反應(yīng)機(jī)制)第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的發(fā)展及研究任務(wù)第一章緒論2有機(jī)化合物的特點(diǎn)第二節(jié)有機(jī)化合物的特點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn):種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜
(超過2000萬(wàn)種)C-C結(jié)合力強(qiáng)碳與碳之間可以多種方式結(jié)合C-C、C=C、C≡C相互結(jié)合,并且可以形成鏈狀或環(huán)狀同分異構(gòu)體的產(chǎn)生立體異構(gòu)順反異構(gòu)旋光異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)碳鏈異構(gòu):正丁烷和異丁烷官能團(tuán)異構(gòu):乙醇和二甲醚位置異構(gòu):1-丁烯和2-丁烯互變異構(gòu)?結(jié)構(gòu)異構(gòu)第二節(jié)有機(jī)化合物的特點(diǎn)2.性能特點(diǎn)①容易燃燒,生成CO2和H2O;但CCl4不但不燃燒,而且可以作滅火劑②熔點(diǎn)、沸點(diǎn)低,熱穩(wěn)定性差;一般<400℃m.p.(NaCl)=801℃;b.p.(NaCl)=1413℃③難溶于極性大的水,易溶于非極性的有機(jī)溶劑;如:易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等。但CH3COOH、C2H5OH
等易溶于水第二節(jié)有機(jī)化合物的特點(diǎn)反應(yīng)條件催化劑加熱光照(活化分子)(增加分子熱運(yùn)動(dòng))④
反應(yīng)速度慢、副反應(yīng)多。CH3CH2CH3+Cl2hνCH3CH2CH2Cl+CH3CHCH3ClCH3CH2CHCl+ClCH2CH2CH2ClClCH3CHCH2Cl+CH3-C-CH3ClClCl所以寫有機(jī)反應(yīng)式常用“”而不用“”第二節(jié)有機(jī)化合物的特點(diǎn)第一章緒論3有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)決定有機(jī)化合物的化學(xué)性質(zhì)
分子結(jié)構(gòu):原子如何形成分子,原子的連接順序,分子的大小和立體形狀、電子在分子中的分布化學(xué)鍵第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)
經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論
八隅體(Octet):原子總是傾向獲得與惰性氣體相同的價(jià)電子排布(價(jià)電子層達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu))
離子鍵(ionicbond):原子間通過電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的正負(fù)離子相互結(jié)合而成鍵共價(jià)鍵(covalentbond):原子間通過共用電子對(duì)相互結(jié)合而成鍵(電子共享)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)3.1有機(jī)化合物的共價(jià)鍵第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)
有機(jī)化合物中C原子的價(jià)4價(jià)C與C或C與其他原子單鍵相連C、C間雙鍵相連C、C間三鍵相連C、C間首尾相連成環(huán)(共價(jià)鍵)C原子的最外層電子:2S22P2,與其它原子共享電子滿足八隅體第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)對(duì)于共價(jià)鍵形成的理論解釋,常用的有兩種方法。分子軌道理論價(jià)鍵理論3.1.1價(jià)鍵理論共價(jià)鍵的形成是由于成鍵原子的原子軌道(電子云)相互交蓋的結(jié)果。成鍵的電子在成鍵原子之間--定域的觀點(diǎn)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)共價(jià)鍵基本要點(diǎn):
1)成鍵的兩個(gè)電子必須自旋方向相反;
2)共價(jià)鍵有飽和性:元素原子的共價(jià)數(shù)等于該原子的未成對(duì)電子數(shù)
3)共價(jià)鍵具有方向性:最大重疊(交蓋)原理,原子軌道重疊的愈多,形成的鍵愈穩(wěn)定。第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)原子軌道和電子云:S軌道
Px軌道Py軌道Pz軌道
第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)s-spx
-spx
-px按原子軌道的重疊方式不同,共價(jià)鍵有兩種:
鍵和
鍵
鍵σ鍵的特點(diǎn):關(guān)于鍵軸對(duì)稱第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)py
-pypz
-pz
鍵達(dá)到成鍵軌道之間最大程度的有效重疊π鍵較σ鍵重疊程度小、活潑第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)2S2Px2Py2Pz激發(fā)2S2Px2Py2Pz雜化SP3碳原子的SP3雜化碳原子在基態(tài)時(shí)的電子構(gòu)型為:雜化軌道理論3.1.1價(jià)鍵理論L.Pauling,1931諾貝爾獎(jiǎng),1954第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)SP3雜化軌道甲烷的分子模型每個(gè)軌道由1/4S和3/4P軌道雜化組成,C原子位于正四面體的中心,4個(gè)SP3雜化軌道的方向都指向正四面體的頂點(diǎn),軌道間的夾角為109°28′109。28′第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)激發(fā)雜化2Pz2Px2Py2Pz2S2S2Px2Py2PzSP2II.碳原子的SP2雜化SP2雜化軌道乙烯的分子模型每個(gè)SP2軌道由1/3S和2/3P軌道雜化組成,3個(gè)SP2軌道在同一平面,軌道間的夾角為120°。120。2Pz第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)III.碳原子的SP雜化激發(fā)雜化2Py2Pz2Px2Py2Pz2S2S2Px2Py2PzSPSP雜化軌道乙炔的分子模型SP雜化軌道由1/2S和1/2P軌道雜化組成,2個(gè)SP軌道間的夾角為180°,余下的兩個(gè)相互垂直的P軌道又都與呈直線的雜化軌道垂直。180。2Py第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)三種雜化軌道的比較C雜化類型分子形狀鍵角代表化合物SP3正四面體109。28′甲烷SP2平面三角形120。乙烯SP直線形180。乙炔電負(fù)性比較SP3<SP2<SP?S成份的多少第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)3.1.2
分子軌道理論
分子軌道理論從分子的整體出發(fā)考慮問題,認(rèn)為共價(jià)鍵的形成是由于成鍵原子的原子軌道相互接近相互作用,重新組合成整體的分子軌道的結(jié)果。
兩個(gè)原子軌道充分接近后,能通過原子軌道的線性組合,形成兩個(gè)分子軌道。其中,能量低于原來原子軌道的分子軌道叫成鍵軌道,能量高于原來原子軌道的分子軌道叫反鍵軌道。σ成鍵分子軌道σ*反鍵分子軌道σ原子軌道σ原子軌道能量第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)分子軌道理論與價(jià)鍵理論的不同之處是成鍵電子不再定域在個(gè)別原子上,也不定域在兩個(gè)成鍵原子之間,而是離域到整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng)。電子效應(yīng)的解釋
誘導(dǎo)效應(yīng):價(jià)鍵理論
(超)共軛效應(yīng):分子軌道理論3.1.2
分子軌道理論第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)3.1.3
電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)(InductiveEffects)共軛效應(yīng)(ConjugateEffects)超共軛效應(yīng)(HyperconjugateEffects)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)在分子中引進(jìn)一個(gè)原子或基團(tuán)后,可使分子中電子云密度分布發(fā)生變化,這種變化不僅發(fā)生在直接相連部分,而且沿著分子鏈影響整個(gè)分子的電子云密度分布。這種因某一原子或基團(tuán)的極性而引起分子中鍵電子云分布發(fā)生變化,進(jìn)而引起分子性質(zhì)變化的效應(yīng)叫做誘導(dǎo)效應(yīng)。A.
誘導(dǎo)效應(yīng)乙酸氯乙酸第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)原子或基團(tuán)誘導(dǎo)效應(yīng)方向確定原子或基團(tuán)引起的誘導(dǎo)效應(yīng)有兩種:
吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)(-I):如鹵素推電子誘導(dǎo)效應(yīng)(+I):如烷基XCabcH—CabcYCabcδ-δ-δ+δ+X(-I效應(yīng))Y(+I效應(yīng))比較標(biāo)準(zhǔn)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)A.
誘導(dǎo)效應(yīng)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)A.
誘導(dǎo)效應(yīng)B.
共軛效應(yīng)共軛丌鍵的形成條件以
鍵相連的3個(gè)或3個(gè)以上的原子滿足1)這些原子都在同一個(gè)平面內(nèi)2)每一個(gè)原子有一個(gè)p軌道,這些p軌道互相平行所有的p軌道能夠達(dá)到“肩并肩”最大程度的重疊共軛:π電子的離域第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)共軛π鍵的表示方法:∏nm電子數(shù)原子數(shù)正常共軛π鍵(m=n)多電子共軛π鍵(m>n)缺電子共軛π鍵(m<n)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)B.
共軛效應(yīng)正常共軛π鍵(m=n)缺電子共軛π鍵(m<n)-多電子共軛π鍵(m>n)Pπ
共軛+ππ
共軛在分子中由于共軛π鍵的形成而引起分子性質(zhì)(電子云密度)的改變叫做共軛效應(yīng)。共軛效應(yīng)主要表現(xiàn)在分子的能量(能量降低)、鍵長(zhǎng)的改變(均勻化)以及分子反應(yīng)性的變化(分子穩(wěn)定)等方面第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)B.
共軛效應(yīng)1.在共軛鏈上傳遞產(chǎn)生正負(fù)交替現(xiàn)象2.共軛效應(yīng)的傳遞不隨共軛鏈的延長(zhǎng)而減弱共軛效應(yīng)的特點(diǎn)
吸電子共軛效應(yīng)(-C):如羰基(—C=O)推電子共軛效應(yīng)(+C):如烷基(—CH3等)原子或基團(tuán)引起的共軛效應(yīng)有兩種B.
共軛效應(yīng)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)原子或基團(tuán)共軛方向確定推電子共軛效應(yīng)(+C):主要是有孤對(duì)電子的鹵素、氮族及氧族引起的pπ共軛
(富電子)吸電子共軛效應(yīng)(-C):原子或基團(tuán)表現(xiàn)出電子云密度較低(缺電子)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)B.
共軛效應(yīng)δ+δ+δ-δ-δ-δ-δ+δ+吸電子共軛(-C)供電子共軛(+C)δ+δ-δ-δ+54第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)B.
共軛效應(yīng)比較誘導(dǎo)效應(yīng):電負(fù)性不同所引起;短程效應(yīng);不存在正負(fù)交替共軛效應(yīng):π電子離域引起;效應(yīng)不隨碳鏈的延長(zhǎng)而減弱;存在正負(fù)交替現(xiàn)象δ-δ-δ+δ+CCCClδ-δ+δδδδδ++誘導(dǎo)效應(yīng)共軛效應(yīng)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)C.超共軛效應(yīng)烷基中的C—H鍵σ軌道可與C=C雙鍵的π軌道重疊烷基中的C—H鍵σ軌道可與碳自由基或碳正離子p軌道重疊σ-π超共軛σ-p超共軛部分重疊第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)由于分子中的C—C鍵可自由旋轉(zhuǎn),因此甲基中的3個(gè)C—H鍵的σ軌道均可參與共軛3.2共價(jià)鍵的鍵參數(shù)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)
共價(jià)鍵的鍵參數(shù)是指用來描述、表征共價(jià)鍵性質(zhì)的鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能、鍵的極性等物理量。第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鍵長(zhǎng)
-----成鍵的原子核之間的平衡距離。
鍵長(zhǎng)↓共價(jià)鍵強(qiáng)度↑鍵角
-----分子中某一原子與另外兩原子形成的共價(jià)鍵在空間的夾角。鍵長(zhǎng)和鍵角決定了分子的立體結(jié)構(gòu)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)109.5°121.4°180°117.3°108°0.110nm0.109nm0.134nm0.106nm0.120nm第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鍵能
-----在一個(gè)大氣壓和25℃下,將1mol氣態(tài)雙原子分子每個(gè)分子離解為兩氣態(tài)中性原子所需要的能量。雙原子分子:離解能=鍵能兩個(gè)不同原子組成的多原子分子:鍵能=共價(jià)鍵的平均離解能。如:CH4分子中的C—H
鍵能↑共價(jià)鍵強(qiáng)度↑
(相同類型的鍵)第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鍵的極性相同原子形成的共價(jià)鍵:無正、負(fù)電荷中心
---非極性共價(jià)鍵
不同原子形成的共價(jià)鍵:成鍵原子電負(fù)性不同共用電子對(duì)發(fā)生偏移兩個(gè)原子分別帶有部分正負(fù)電荷
---極性共價(jià)鍵元素的電負(fù)性:原子實(shí)(原子核+內(nèi)層電子)對(duì)外層電子(價(jià)電子)的吸引力兩成鍵原子的電負(fù)性差別↑→鍵的極性↑常見原子電負(fù)性大小次序F>Cl>Br>I,F(xiàn)>O>N>CH3C→Clδ+δ-Cl→Cl第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)
A.鍵偶極矩
矢量,大?。害?q×d,單位德拜(D)方向:μ↑→鍵的極性↑電負(fù)性大的原子B.
分子偶極矩
鍵偶極矩的矢量和,μ↑→分子的極性↑C.
極性分子分子中正負(fù)電荷中心不重合,μ≠0,存在固有偶極第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)μ=0μ=6.4710-30C·mμ=3.2810-30C·m示例第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)3.3有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式的表示方法第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)Lewis電子式價(jià)鍵式縮寫式甲烷乙烯乙炔單鍵雙鍵叁鍵第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)氯甲烷乙醇丙酮Lewis電子式價(jià)鍵式縮寫式第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)除上述幾種方式外,還有鍵線式第三節(jié)
有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)第一章緒論
4.分子間作用力第四節(jié)
分子間作用力分子間作用力又稱范德華力,決定了化合物的物理性質(zhì)(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度等)
主要來源于分子間偶極矩的作用,本質(zhì)上是靜電作用力主要有:取向力;色散力;氫鍵1.取向力
極性分子與極性分子
極性分子→固有偶極→分子定向排列→靜電引力→取向力
分子極性↑,分子間距離↓取向力↑+-+-+-
2.色散力
極性分子與極性分子,極性分子與非極性分子,非極性分子與非極性分子
分子中的電子及各原子的原子核的運(yùn)動(dòng)→瞬時(shí)偶極,極性分子間、極性分子和非極性分子間、非極性分子間通過瞬時(shí)偶極產(chǎn)生的作用力——色散力分子的變形性↑、分子間距離↓、分子間接觸表面積↑色散力↑第四節(jié)
分子間作用力
3.氫鍵(1)形成氫鍵的條件
X—H…Y—R,X、Y為電負(fù)性大、原子半徑小的原子,通常為F、O、N。(2)氫鍵的特點(diǎn)方向性和飽和性(3)氫鍵的種類分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵
分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵第四節(jié)
分子間作用力第一章緒論5.
有機(jī)反應(yīng)的基本類型第五節(jié)
有機(jī)反應(yīng)的類型1、共價(jià)鍵的均裂:
自由基反應(yīng):通過共價(jià)鍵的均裂進(jìn)行的反應(yīng)
A·+B·A∶B一對(duì)電子平均分給兩個(gè)原子或原子團(tuán)(碳自由基)5.1共價(jià)鍵斷裂類型
2、共價(jià)鍵的異裂:離子型反應(yīng):通過共價(jià)鍵的異裂進(jìn)行的反應(yīng)一對(duì)電子完全轉(zhuǎn)移到其中一個(gè)原子或原子團(tuán)上A-+B+
or
A++B-A∶B(碳正離子或碳負(fù)離子)一般在酸或堿的催化下或極性介質(zhì)中進(jìn)行相對(duì)于原子而言:碳正離子少了一個(gè)電子,帶一個(gè)正電荷;碳負(fù)離子多了一個(gè)電子,帶一個(gè)負(fù)電荷第五節(jié)
有機(jī)反應(yīng)的類型此外,還有一種反應(yīng)類型——協(xié)同反應(yīng),不存在均裂和異裂,而是舊鍵的斷裂和新鍵的生成同時(shí)進(jìn)行。高溫Diels-Alder反應(yīng)第五節(jié)
有機(jī)反應(yīng)的類型5.2共價(jià)鍵斷裂和形成過程中電子轉(zhuǎn)移的表示方法表示一對(duì)電子的轉(zhuǎn)移共價(jià)鍵的異裂彎箭頭從共價(jià)鍵的中部指向接受電子的原子,該原子得到一對(duì)孤電子對(duì),形成負(fù)離子。形成新的共價(jià)鍵彎箭頭從孤電子對(duì)指向形成共價(jià)鍵的部位,其結(jié)果形成了新的共價(jià)鍵。第五節(jié)
有機(jī)反應(yīng)的類型表示單電子的轉(zhuǎn)移。共價(jià)鍵的均裂
彎箭頭從共價(jià)鍵的中部指向接受電子的原子,該原子得到一個(gè)電子,形成自由基。例如第一章緒論
6.
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑第六節(jié)
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑
酸性和堿性是理解有機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ),目前廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)中的兩種酸堿理論是Br?nsted-Lowry酸堿理論Lewis酸堿理論6.1
酸堿理論給出質(zhì)子的能力↑→酸性↑(Ka或pKa)接受質(zhì)子的能力↑→堿性↑(Kb或pKb)Br?nsted-Lowry酸堿(1)Br?nsted-Lowry酸堿理論酸給出質(zhì)子堿
接受質(zhì)子質(zhì)子的授受第六節(jié)
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑(2)Lewis酸堿理論Lewis酸堿酸
電子對(duì)接受體堿
電子對(duì)給出體電子對(duì)的授受第六節(jié)
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑Lewis酸能接受電子對(duì)的分子:BF3,AlCl3,SnCl4,ZnCl2,F(xiàn)eCl3等;
金屬離子:Li+,Ag+,Cu2+等;
正離子:R+,RC+=O,Br+,+NO2,H+等。Lewis堿
含孤電子對(duì)的分子:RNH2,ROH,ROR,RCHO,RCOR,RSH等;
負(fù)離子:X-,OH-,RO-,SH-,R-等;
烯烴或芳香族化合物。6.2
親核試劑和親電試劑
(1)親核試劑這種富電子分子稱為親核試劑
——負(fù)離子(例OH-),含孤電子對(duì)的中性分子(如NH3)。大多數(shù)有機(jī)反應(yīng)都涉及富電子分子與缺電子分子之間的反應(yīng),反應(yīng)過程中新鍵的形成往往發(fā)生在富電子或缺電子的部位。第六節(jié)
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑親核試劑和親電試劑(續(xù))
(2)親核中心親核試劑分子中富電子的某一個(gè)原子或區(qū)域稱為親核中心
。負(fù)離子的親核中心是帶孤電子對(duì)的原子和負(fù)電荷,中性分子的親核中心通常是帶孤電子對(duì)的原子(如氮或氧)或重鍵(如烯烴,炔烴,芳環(huán))。第六節(jié)
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑親核試劑和親電試劑(續(xù))(3)親電試劑缺電子的分子稱為親電試劑
—正離子(如碳正離子),某些中性分子(如羰基或鹵代烷)。(4)親電中心親電試劑分子中缺電子的某一個(gè)原子或區(qū)域稱為親電中心
。正離子的親電中心是帶正電的原子(如碳正離子的碳原子),中性分子的親電中心是官能團(tuán)中缺電子的原子(如連在氧、氮、鹵素等電負(fù)性強(qiáng)的原子上的碳或氫原子)。第六節(jié)
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑親核試劑和親電試劑(續(xù))親電反應(yīng):親電試劑(缺電子試劑)“親近”(進(jìn)攻)親核中心(反應(yīng)物中能供給電子的部分)。親核反應(yīng):親核試劑(富電子試劑)“親近”(進(jìn)攻)親電中心(反應(yīng)物中需要電子的部分)。結(jié)果是在親核試劑的親核中心和親電試劑的親電中心形成共價(jià)鍵第六節(jié)
有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)試劑第一章緒論
7.
有機(jī)化合物的分類第七節(jié)
有機(jī)化合物的分類
鏈狀化合物
環(huán)狀化合物
直鏈
支鏈
脂環(huán)
雜環(huán)芳環(huán)不飽和飽和(一)按碳骨架分類
化合物類別官能團(tuán)或特征結(jié)構(gòu)名稱化合物舉例名稱烯烴碳碳雙鍵乙烯
炔烴碳碳三鍵乙炔
鹵代烴—X(F、Cl
、Br、I)
鹵素CH3CH2Cl
氯乙烷
醇-OH醇羥基C2H5OH
乙醇
酚–OH酚羥基
C6H5OH
苯酚
醚醚鍵C2H5OC2H5
乙醚
醛醛基CH3CHO
乙醛(二)按官能團(tuán)分類第七節(jié)
有機(jī)化合物的分類qiú
酮羰基CH3COCH3
丙酮
羧酸—COOH羧基CH3COOH
乙酸
酯酯鍵乙酸乙酯
酐酐鍵乙酐
酰胺酰胺鍵C6H5NHCOCH3
乙酰苯胺化合物類別官能團(tuán)或特征結(jié)構(gòu)
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