《有机化学课件：第一章绪论－1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化学课件：第一章绪论－1（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学习时应注意几个方面结构与反应：结构与反应：结构结构性质性质反应反应有规律反应有规律反应特殊反应特殊反应反应与机理：反应与机理：反应物产物？反应原理反应过程反应规律机理有机合成和分解：有机合成和分解：简单化合物复杂化合物合成分解步骤少产率高第一章第一章 绪论绪论有机化合物及其特点有机化合物及其特点有机化合物的基本结构有机化合物的基本结构经典结构理论经典结构理论轨道杂化理论轨道杂化理论有机化合物的表达方式有机化合物的表达方式分子的极性分子的极性有机合物的分类有机合物的分类有机反应的基本类型有机反应的基本类型主主要要内内容容一、有机化学和有机化合物有机化学有机化学（organic chemistr
2、y）-研究有机化合物的结构和性质的科学研究有机化合物的结构和性质的科学有机化合物有机化合物含碳化合物含碳化合物BHPNOSFClBrISiC有机化合物中常见的元素生命论和早期的有机化学（1828年前）有机化合物生命论生命论( (Vitalism)Vitalism)认为认为：有机化合物只能由有机体产生。无机化合物则存有机化合物只能由有机体产生。无机化合物则存在于无生命的矿藏中，同时也可由有机体产生。在于无生命的矿藏中，同时也可由有机体产生。FriedrichWhler(German)的实验的实验(1828)由腈酸铵由腈酸铵（无机物）（无机物）制得尿素制得尿素（有机物）（有机物）inorganic
3、organic有机化合物的特点对热不稳定，易燃烧（极少数除外）对热不稳定，易燃烧（极少数除外）熔点较低（一般在熔点较低（一般在250250o oC C以下）以下）易溶于有机溶剂，难溶于水易溶于有机溶剂，难溶于水反应较慢，副反应多反应较慢，副反应多同分异构体多同分异构体多甲醚 乙醇二、有机化合物的基本结构二、有机化合物的基本结构有机分子中的化学键有机分子中的化学键共价键共价键共价键的参数共价键的参数键长键长、键角、键能、键的极性、键角、键能、键的极性键长键长：两个成键原子间的距离：两个成键原子间的距离键角键角：多原子分子中键与键间的夹角：多原子分子中键与键间的夹角键能键能：是指把是指把1mol1
4、mol气态气态双原子分子中双原子分子中A-BA-B键打开而形成气态键打开而形成气态 A A和和 B B原子原子所需的能量。所需的能量。键能越大，键就越稳定，越容易形成。键能越大，键就越稳定，越容易形成。键的极性键的极性：是衡量因成键原子之间的电负性差异而产生的正负电荷中心是衡量因成键原子之间的电负性差异而产生的正负电荷中心偏离程度的参数。用偶极矩表示（偏离程度的参数。用偶极矩表示（）它具有）它具有方向性方向性 = 0 = 0 表示该分子为非极性分子表示该分子为非极性分子 0 0 表示该分子为极性分子表示该分子为极性分子有机化合物中碳的成键碳是四价碳是四价碳与碳之间可以成键形成复杂化合物碳与碳之
5、间可以成键形成复杂化合物三、经典结构理论三、经典结构理论八隅体八隅体（Octet）：原子总是倾向获得与惰性气体相同的价电子排布（价电子层达到8电子稳定结构）离子键（ionic bond）：原子间通过电子转移产生的正负电荷相互结合成键共价键（covalent bond）:原子间通过共用电子对相互结合成键碳的电子排布及成键 C: 1s22s22p2最外层有最外层有4 4个电子个电子可以与其它原子共享电子达到八隅体（成共价键）可以与其它原子共享电子达到八隅体（成共价键）单键单键由由一对一对共享电子形成的键共享电子形成的键双键双键由由两对两对共享电子形成的键共享电子形成的键叁键叁键由由三对三对共享电子
6、形成的键共享电子形成的键有机结构常用表达式四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构1 1、原子轨道理论、原子轨道理论（Atomic Orbitals）：）：s s轨道轨道、p p轨轨道道能量最低原理泡利不相容原理洪德规则共价键：两个带有自旋反平行单电子轨道的交叠（键、键）键键四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构2 2、分子轨道理论（、分子轨道理论（Molecular Orbital Theory）：原子轨道的线性组合原子轨道的线性组合3 3、杂化轨道理论（、杂化轨道理论（Hybridized Atomic Orbitals）：成键之前原子轨道进行了重组，形成新的轨道成键之前原子轨道
7、进行了重组，形成新的轨道四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构四面体型分子四面体型分子平面型分子平面型分子平面型分子平面型分子直线型分子直线型分子C-H键长度相等键长度相等有一根键较活泼有一根键较活泼有两根键较活泼有两根键较活泼3.1 3.1 sp3杂化杂化四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构2s2px2py2pz2s2px2py2pz跃迁跃迁原子轨道重组原子轨道重组4个个sp3轨道轨道C: 1s22s22p2四面体型四面体型四面体型四面体型甲烷甲烷(CH(CH4 4) )的成键示意的成键示意s s s s 键键轴对称方式交叠称方式交叠四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构
8、 键（ （sp3s ） ） 键（ （sp3sp3 ） ） 键（ （sp3s ） ） 键（ （sp3p ） ） 3.2 3.2 sp2杂化杂化四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构 2s 2px 2py 2pz 2s 2px 2py 2pz跃迁跃迁原子轨道重组原子轨道重组 3个个sp2轨道轨道 2pz平面型平面型四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构 键 侧面交叠，电子云结合松散乙烯成键示意图3.3 3.3 spsp杂化杂化 四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构2s2px2py2pz2s2px2py2pz跃迁跃迁原子轨道重组原子轨道重组sp2py2pz直线型直线型直线型直线型
9、乙乙炔炔成成键示示意意图四、轨道理论和分子结构四、轨道理论和分子结构五、有机化合物的表达方式1 1、 烷烃：烷烃：四面体型四面体型五、有机化合物的表达方式用键线式简化结构式用键线式简化结构式省略了什么？省略了什么？五、有机化合物的表达方式2、烯烃 平平面面型型五、有机化合物的表达方式3、炔炔烃 直直线型型不正确六、分子的极性六、分子的极性1 1、电负性、电负性 ElectronegativityElectronegativity：原子核原子核对价电子的吸引力对价电子的吸引力 （原子核非价电子）（原子核非价电子） 1.7 1.7 离子键离子键 电负性差值电负性差值 0.5 0.5 1.71.7
10、极性共价键极性共价键 0.5 0.5 非极性共价键非极性共价键C(2.55)-F(3.98), C(2.55)-Cl(3.16)C(2.55)=O(3.44), C(2.55)-Li(1.0)C(2.55)-H(2.20), C(2.55)-C(2.55)K(0.8)-F(3.98), Na(0.9)-Cl(3.16)六、分子的极性六、分子的极性2、分子的极性：偶极矩 偶极矩(dipole moment) ： e d （正或负电荷中心上的电荷值） （正负电荷中心之间的距离） 德拜(D) 电荷单位或库仑(esu or C) 厘米或米 1D = 1.0 10 -18 esu cm = 3.336
11、10 -30 C m 偶极： 箭头方向从部分正电荷指向部分负电荷的方向。 分子的极性：分子中化学键极性的向量和。 七、有机反应基本类型七、有机反应基本类型反应物旧键断裂，新键形成反应物旧键断裂，新键形成1 1、按键断裂形式分：、按键断裂形式分：均裂均裂 ( (游离基型反应游离基型反应) )用用单钩箭头单钩箭头 表示表示单个单个电子的转移，箭头电子的转移，箭头方向为电子转移的方向方向为电子转移的方向七、有机反应基本类型七、有机反应基本类型异裂异裂 ( (离子型反应离子型反应) )例：例：用用双钩箭头双钩箭头 表示表示一对一对电子的转移，箭头电子的转移，箭头方向为电子转移的方向方向为电子转移的方向
12、七、有机反应基本类型七、有机反应基本类型30重要的有机中间体重要的有机中间体均裂均裂自由基自由基 ( (游离基游离基) ) Free RadicalFree Radical异裂异裂正离子正离子 CationCation、负离子、负离子 AnionAnion七、有机反应基本类型七、有机反应基本类型2 2、按反应机理、按反应机理 分步分步：反应中经过自由基或正负离子等中间体：反应中经过自由基或正负离子等中间体七、有机反应基本类型七、有机反应基本类型协同协同：反应中键的断裂和生成同时发生，：反应中键的断裂和生成同时发生，不经过自不经过自 由基或离子等中间体由基或离子等中间体七、有机反应基本类型七、有
13、机反应基本类型3、按按底底物物变化化取代反应取代反应 SubstitutionSubstitution：一个基团被另一个基团置换：一个基团被另一个基团置换a)a)自由基取代自由基取代a)a)亲核取代亲核取代a)a)亲电取代亲电取代七、有机反应基本类型七、有机反应基本类型加成反应加成反应 AdditionAddition：不饱和化合物转变为饱和化合物：不饱和化合物转变为饱和化合物a)a)自由基加成自由基加成b)b)亲核加成亲核加成c)c)亲电加成亲电加成3、按底物变化七、有机反应基本类型七、有机反应基本类型消除反应消除反应 EliminationElimination： 饱和化合物转变为不饱和化
14、合物饱和化合物转变为不饱和化合物氧化氧化/ /还原反应还原反应 Oxidation/Reduction重排反应重排反应 Rearrangement3、按底物变化八、有机化合物的分类八、有机化合物的分类l 链状化合物链状化合物l 环状化合物环状化合物 直链直链 支链支链 碳环碳环 杂环杂环芳环芳环不饱和不饱和饱和饱和1 1、按照碳骨架分类、按照碳骨架分类八、有机化合物的分类八、有机化合物的分类还原还原硝基苯硝基苯C6H5NO2硝基化合物硝基化合物亲核加成亲核加成乙腈乙腈 CH3CN腈化物腈化物碱或亲核试剂碱或亲核试剂乙胺乙胺CH3CH2NH2胺胺含氮有机物含氮有机物含氮有机物含氮有机物亲核取代、
15、消除亲核取代、消除氯乙烷氯乙烷CH3CH2Cl卤代物卤代物卤代物卤代物芳香亲电取代芳香亲电取代苯苯芳烃芳烃亲电加成亲电加成丁二烯丁二烯CH2=CHCH=CH2二烯二烯亲电加成亲电加成乙炔乙炔HCCH炔烃炔烃亲电加成亲电加成乙烯乙烯CH2=CH2烯烃烯烃自由基取代自由基取代乙烷乙烷CH3CH3烷烃烷烃碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物碳氢化合物典型反应类型典型反应类型名称名称举例举例2、按按照照有有机机官官能能团分分类开环开环环氧乙烷环氧乙烷环氧化合物环氧化合物乙醚乙醚CH3CH2OCH2CH3醚醚芳香亲电取代芳香亲电取代苯酚苯酚C6H5OH酚酚亲核取代亲核取代N-甲基乙酰胺甲基乙酰胺CH3CONH
16、(CH3)酰胺酰胺亲核取代亲核取代乙酸乙酯乙酸乙酯CH3COOCH2CH3酯酯亲核取代亲核取代乙酸酐乙酸酐(CH3CO)2O酸酐酸酐亲核取代亲核取代乙酰氯乙酰氯CH3COCl酰卤酰卤羧酸衍生物羧酸衍生物羧酸衍生物羧酸衍生物亲核加成、取代亲核加成、取代乙酸乙酸CH3COOH羧酸羧酸亲核加成亲核加成丙酮丙酮CH3COCH3酮酮亲核加成亲核加成乙醛乙醛CH3CHO醛醛亲核取代、消除亲核取代、消除乙醇乙醇CH3CH2OH醇醇含氧有机物含氧有机物含氧有机物含氧有机物亲核取代、消除亲核取代、消除八、有机化合物的分类八、有机化合物的分类本章小结要求要求掌握C的三种杂化轨道及其成键掌握有机化合物结构正确表达方式掌握有机化合物的分类方法（官能团分类）
