第一章第一章绪绪 论论 （一）（一） 重点重点1. 有机化合物的定义及特点有机化合物的定义及特点2. 共价键的一些基本概念共价键的一些基本概念 3. 诱导效应诱导效应 4. 有机化合物的研究方法有机化合物的研究方法（二）（二） 难点难点1．．价键理论价键理论2．．分子轨道理论分子轨道理论3．诱导效应．诱导效应 一、一、 有机化学的研究对象有机化学的研究对象1．有机化合物和有机化学．有机化合物和有机化学1）有机化合物：）有机化合物：指碳氢化合物及以碳氢化合物衍生而得的指碳氢化合物及以碳氢化合物衍生而得的化合物 有机化和物中，除碳和氢外，常见的元素有O.N.X.S.P 等有机化合物有一千多万种以上２）有机化学：２）有机化学：研究有机化合物的化学研究有机化合物的化学 2．有机化合物特点．有机化合物特点1）组成元素少，但数量庞大；同分异构现象、结构）组成元素少，但数量庞大；同分异构现象、结构式表示式表示2）易燃；）易燃；3）熔沸点低；）熔沸点低；4）难溶于水；）难溶于水；5）反应慢，且产物复杂；方程式用箭头表示）反应慢，且产物复杂；方程式用箭头表示 1828年年 F.Wohler(维勒维勒)将氰酸铵的水溶液加热得到尿素：将氰酸铵的水溶液加热得到尿素：NH4CNO→NH2CONH2说明有机物可以在实验室合成。
说明有机物可以在实验室合成 在十九世纪初期发展了定量测定有机化合物组成的方法，并在十九世纪初期发展了定量测定有机化合物组成的方法，并分析了许多有机化合物十九世纪中期以后，开始把有机化分析了许多有机化合物十九世纪中期以后，开始把有机化合物看作是碳化合物，有机化学看作碳化合物化学有机化合物看作是碳化合物，有机化学看作碳化合物化学有机化学成为一门科学学成为一门科学 1857年年，，Kekule(德德)提提出出碳碳原原子子的的四四价价学学说说，，在在此此基基础础上上发发展展了了有有机机化化合合物物结结构构学学说说，，对对有有机机化化学学的的发发展展起起了了很很大大推推动作用3．有机化学的产生和发展．有机化学的产生和发展 1874年，年，van’tHoff(荷荷)和和LeBel(法法)提出碳的四面体构型提出碳的四面体构型学说，建立了分子的立体概念，开创了以立体观点来研究有学说，建立了分子的立体概念，开创了以立体观点来研究有机化合物的立体化学（机化合物的立体化学（stereochemistry）1917年，年，Lewis(美美)用电子对来说明化学键的生成用电子对来说明化学键的生成1931年．年．Huckel(德德)用量子化学的方法来解决不饱和化合用量子化学的方法来解决不饱和化合物和芳烃的结构问题。
物和芳烃的结构问题1933年，年，Ingold（（英）用化学动力学方法研究饱和碳原子英）用化学动力学方法研究饱和碳原子上亲核取代反应的机理上亲核取代反应的机理60年代，年代，Hoffman.福井谦一（日）发现分子轨道守恒原理，福井谦一（日）发现分子轨道守恒原理，提出前线轨道理论提出前线轨道理论80-90年年代代，，Corey提提出出合合成成子子概概念念，，并并合合成成出出许许多多复复杂杂结结构的具有生理活性的有机化合物构的具有生理活性的有机化合物 4．有机化学的研究内容．有机化学的研究内容 1））天然产物的研究天然产物的研究2））有机化合物的结构测定有机化合物的结构测定3））有机化合物性质及应用研究有机化合物性质及应用研究4））有机合成有机合成 通过合成不但可以验证天然产物结构的正确性，通过合成不但可以验证天然产物结构的正确性，还可以得到一系列与天然产物结构相似的化合物，从中筛选还可以得到一系列与天然产物结构相似的化合物，从中筛选出性能更好的产物，进一步发展为工业产品出性能更好的产物，进一步发展为工业产品5））反应机理的研究反应机理的研究 反应机理的研究可以加深对有机反应的反应机理的研究可以加深对有机反应的理解，有利于合理改变实验条件，提高反应产率。
通过机理理解，有利于合理改变实验条件，提高反应产率通过机理研究也可了解结构与反应活性之间的关系研究也可了解结构与反应活性之间的关系 二、二、 共价键的一些基本概念共价键的一些基本概念1．共价键理论．共价键理论1）价键理论要点：）价键理论要点：（（1）） 原子轨道重叠，共用电子对可形成价键原子轨道重叠，共用电子对可形成价键 （形成键的电子对在成键前是属于一个原子时，形成的键称配价键，（形成键的电子对在成键前是属于一个原子时，形成的键称配价键，存在电子得失时则形成离子键存在电子得失时则形成离子键共用两对电子形成双键，其余类推：共用两对电子形成双键，其余类推： （（2）） 共价键具有饱和性：原子中未成键电子共价键具有饱和性：原子中未成键电子与另一原子中的某一电子配对后，不能再与第三与另一原子中的某一电子配对后，不能再与第三个电子配对个电子配对3））共共价价键键具具有有方方向向性性：：除除S轨轨道道外外，，其其它它原原子子轨轨道道都都有有一一定定的的方方向向性性，，两两原原子子轨轨道道只只有有沿沿着着一一定的方向才能达到最大重叠定的方向才能达到最大重叠 2. 分子轨道理论分子轨道理论 分子轨道理论是从分子的整体出发去研究分子中每个电子分子轨道理论是从分子的整体出发去研究分子中每个电子的运动状态，认为形成化学键的电子是在整个分子中运动的，的运动状态，认为形成化学键的电子是在整个分子中运动的，该理论认为化学键是原子轨道重叠产生的，任何数目的原子该理论认为化学键是原子轨道重叠产生的，任何数目的原子轨道重叠可以形成同样数目的分子轨道，如轨道重叠可以形成同样数目的分子轨道，如 H2 的形成：的形成： ψ2（反键轨道） =ψA -ψBψA ψBHA HB ψ1（成键轨道） =ψA +ψB ψA -ψB σ* ψA ψB ψA +ψB σ 图：氢分子的分子轨道图：氢分子的分子轨道 S S 和和P P 原子轨道之间的成键包括了原子轨道之间的成键包括了S S 轨道以轨道以P P 轨道的轴线轨道的轴线方向相互接近而与方向相互接近而与P P 轨道的一端发生最大程度的重叠，同样轨道的一端发生最大程度的重叠，同样形成一对成键形成一对成键σσ和反键和反键σσ* *分子轨道，例分子轨道，例 HFHF：： σ*σ σ* H1s F2Px σ 图图2 二个不同的原子轨道组成分子轨道的能量关系二个不同的原子轨道组成分子轨道的能量关系 P 轨道与轨道与P 轨道能形成轨道能形成σ分子轨道，例分子轨道，例F2：： F: 2Px F: 2Pxσσ* 但是，当两个互相平行的但是，当两个互相平行的P轨道在侧面重叠形成分子轨道时，如轨道在侧面重叠形成分子轨道时，如Py-Py or Pz-Pz所形成的分子轨道称所形成的分子轨道称π轨道。
轨道π轨道还保留着对称面（基面）例：轨道还保留着对称面（基面）例： Py（Pz）Py（Pz）ππ* 原子轨道组成分子轨道时，必须符合三个原子轨道组成分子轨道时，必须符合三个原则：原则： a）） 对称性匹配原则对称性匹配原则 b）） 原子轨道重叠部分要最大原子轨道重叠部分要最大 c）） 能量相近原则能量相近原则 3 3．共价键的键参数．共价键的键参数 1））键长：键长：单位单位nm，，一定的共价键的键长是一定的一定的共价键的键长是一定的2））键角：键角：键角大小随分子结构不同而改变，它反映了分子键角大小随分子结构不同而改变，它反映了分子的空间结构的空间结构3））键能：键能：双原子分子的离域能便是键能双原子分子的离域能便是键能键键能能愈愈大大，，键键愈愈牢牢固固，，一一个个分分子子中中不不同同的的键键其其离离域域能能是是不不同同的的，，对对多多原原子子分分子子而而言言，，其其共共价价键键的的键键能能指指同同类类共共价价键键离离域域能能的平均值的平均值A（气） + B（气） A—B（气） + 键能 4）键距：）键距： 例：例： CH3δ+ Clδ- 键距键距 μ= ed e: 中心电荷中心电荷 d：：正负电荷中心的距离正负电荷中心的距离 分子的偶极距是各键的键距向量和分子的偶极距是各键的键距向量和: μ=0 μ=0 μ=1.94D Cl-Cl ( 键距为零键距为零) 4．共价键的断裂．共价键的断裂1）均裂）均裂 2）异裂）异裂离子型反应分为亲核与亲电反应离子型反应分为亲核与亲电反应: R+, CH3+ 碳正离子碳正离子 R-, CH3- 碳负离子碳负离子 三、诱导效应三、诱导效应 定定义义：：诱诱导导效效应应是是指指在在有有机机化化合合物物中中由由于于电电负负性性不不同同的的取取代代基基的的影影响响，，使使整整个个分分子子中中成成键键电电子子云云按按取取代代基基团团的电负性所决定的方向而偏移的效应。
的电负性所决定的方向而偏移的效应 -I效应效应： CH3δδδ+-CH2δδ+-CH2δ+→Clδ-+I效应效应： 诱导效应在没有外加电场影响下也存在，它体现的是分子自身的性质诱导效应在没有外加电场影响下也存在，它体现的是分子自身的性质诱导效应一般用诱导效应一般用 I 表示，饱和表示，饱和 C-H 键的诱导效应规定为零键的诱导效应规定为零 当一个原子或原子团与碳原子成键后，电子云偏当一个原子或原子团与碳原子成键后，电子云偏离碳原子，称为离碳原子，称为-I 效应 例：例： 一般来说，原子吸电子能力越强，一般来说，原子吸电子能力越强，-I效应就越大例：效应就越大例： -F>-Cl>-Br>-I ，， -F>-OR>-NR2 ，， -O+R2>-N+R3 +I诱诱导导效效应应与与-I诱诱导导效效应应相相反反具具有有+I效效应应的的原原子子或或原原子子团团与与碳碳原原子子成成键键后后，，可可使使电电子子云云偏偏向向该该碳碳原原子子正正诱导效应用诱导效应用+I表示例：表示例： 具具有有+I效效应应的的原原子子团团主主要要是是烷烷基基，，并并只只有有在在与与不不饱饱和和碳碳相连时才呈相连时才呈+I效应效应:（（CH3））3C->（（CH3））2CH- > CH3CH2- >CH3- 上面为静态分子中所表现出来的诱导效应，称上面为静态分子中所表现出来的诱导效应，称静态诱导静态诱导效应效应，它仅与键本身的极性有关。
另外，在化学反应中，，它仅与键本身的极性有关另外，在化学反应中，由于分子受到许多外界条件的影响，例另一分子的影响，由于分子受到许多外界条件的影响，例另一分子的影响，其它进攻试剂的影响，溶剂的影响等等在外界电场的作其它进攻试剂的影响，溶剂的影响等等在外界电场的作用下，分子会发生诱导极化，这种在外界电场影响下在化用下，分子会发生诱导极化，这种在外界电场影响下在化学反应时才表现出来的诱导效应称为学反应时才表现出来的诱导效应称为动态诱导效应动态诱导效应 动态诱导效应往往是有机反应得以实现的决定性因素动态诱导效应往往是有机反应得以实现的决定性因素 四、四、 研究有机化合物的一般步骤研究有机化合物的一般步骤1．活性初测，分离提纯．活性初测，分离提纯 2．纯度检定：熔、沸点测定，薄层层析、气相色谱．纯度检定：熔、沸点测定，薄层层析、气相色谱（（GC）、）、高压液相色谱（高压液相色谱（HPLC））鉴定 3．元素定性分析和定量分析．元素定性分析和定量分析 4．经验式和分子式的确定．经验式和分子式的确定 5．．结构式的确定（四谱的运用）结构式的确定（四谱的运用） 6. 该化合物的合成及构效关系研究。
该化合物的合成及构效关系研究 例例：：某某有有机机物物，，元元素素分分析析结结果果为为：： C：：60.00 %；；H：：13.40 % （（O：：26.60 %）） 百分含量 摩尔比 最小整数比（原子数目比） C 60.00 60.00/12.01 = 5.00 5.00/1.66 = 3 H 13.40 13.40/1.008 = 13.29 13.29/1.66 = 8 O 26.60 26.60/16.00 = 1.66 1.66/1.66 = 1 该化合物的实验式该化合物的实验式： C3H8O 分子式：分子式： （C3H8O）n = 分子量（可用质谱法、沸点升高法、熔点降低法、渗透压法等测定） 当分子量为60时，分子式为C3H8O 当分子量为120时，分子式为C6H16O2 五、五、 有机化合物的分类有机化合物的分类1．按碳架分类．按碳架分类1）开链化合物）开链化合物2) 碳环化合物碳环化合物 （（1）脂环化合物）脂环化合物 （（2）芳香环化合物）芳香环化合物 （（3）杂环化合物）杂环化合物 2．按官能团分类．按官能团分类 官能团是指有机化合物分子中特别能起反应的官能团是指有机化合物分子中特别能起反应的一些原子或原子团。
一些原子或原子团 本本书书的的内内容容编编排排基基本本上上是是按按照照官官能能团团分分类类进进行行讲授 学学 习习 参参 考考 书书 籍：籍：1．《基础有机化学》，邢其毅、徐瑞秋、周政．《基础有机化学》，邢其毅、徐瑞秋、周政 编，编，人民教育出版社人民教育出版社2．《有机化学》，胡宏纹．《有机化学》，胡宏纹 主编，高等教育出版社主编，高等教育出版社3．《有机化学》，．《有机化学》，Morrison Boyd 著著4．《有机化学》，袁履冰．《有机化学》，袁履冰 主编，高等教育出版社主编，高等教育出版社5．《．《Introduction to Organic Chemistry》》 , (Third Ed.), Andrew Streitwieser; C.H. Heathcock 著著 。