《有机化合物的化学键》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化合物的化学键（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第二章 有机化合物的化学键有机化合物的化学键 一、化学键类型和共价键的形成 1 离子键：原子间通过电子转移产生正负离子， 两者相互吸引所形成的化学键 2 共价键：成键的两个原子各提供一个电子，通过 共用一对电子相互结合的化学健 3 配位共价键：形成共价键的一对电子由一个原子 提供的特殊的共价健 路易斯结构式（电子式） 凯库勒结构式 (一短线代表一对共用电子)（一）化学键的类型 1 价键法（现代价键理论）简称VB法，又称电子配对法。把价键的形成看作是原子轨道重叠或电子配对的结果定域的观点（1）原子轨道重叠或自旋反平行电子配对形成共价键（2）原子轨道重叠越多，键越牢固 _称最大重叠原理（3）
2、元素原子的共价键数等于所含单电子数（4）共价键具有方向性和饱和性（5）成键两个电子局限在成键的两个原子间运动(定域) （6）能量相近的原子轨道可以进行杂化，组合成 能量相同的杂化轨道 （二）共价键的形成（a）碳原子的 SP3 杂化 杂化轨道一头大、一头小，有利于达到最大程度 重叠杂化轨道的方向性更强，成键能力增大 四个SP3杂化轨道的排布为正四面体构型，轨道 夹角为109028 （b）碳原子的 SP2 杂化 SP2杂化轨道的夹角为1200，成平面三角形 未参与杂化的 P 轨道垂直于SP2杂化轨道所 在平面 （c）碳原子的 SP杂化 SP杂化轨道的夹角为1800，成线形 未参与杂化的两个 P 轨
3、道与SP杂化轨道间 相互垂直 2 分子轨道法简称MO法。形成共价键的电子在整个分子间运动离域的观点（1）分子轨道：描述分子中电子在空间运动状态的 波函数（2）求解分子轨道的方法:原子轨道线性组合法(LCAO)（a）有多少个原子轨道，就可组合成多少个分子轨道（b）分子轨道有不同能级（c）每个分子轨道只容纳2个电子，遵循能量最低 原理，保里不相容原理及洪特规则 1=CAA+CBB2=CAA-CBBCA、CB为归一化系数或轨道系数。此处CA=CB=1 位相相同的波函数相互作用形成成键轨道。（使两原子间的波函数值增大，电子几率密度增大， 原子轨道达到最大程度重叠，形成共价键） 位相不同的波函数相互作用
4、形成反键轨道。（使两原子间的波函数值减小或抵消，两核间电子云 密度减小，原子轨道不相重叠，不能形成共价键） （3）原子轨道组合成分子轨道的三原则（a）对称性匹配原则：位相相同（b）最大重叠原则：重叠程度大，键牢固（c）能量相近原则成键轨道中含能量较低的原子轨道A成分较多，能量与A较接近，能量降低较少，不易形成稳定分子 二、共价键的属性（键参数）（一）键长以共价键相结合的两个原子核间距离（1）1 左右（2）不同的共价键有不同的键长（3）相同的共价键在不同的化合物中也有可能稍不同 键长越长，越易受外界电场的影响而极化 从键长估计化学键的牢固性（越短越牢固）（二）键角一个两价或两价以上原子形成共价键
5、时，键与键之间的夹角称为键角COS=/（ -1）：S成分若连不同基团时，键角发生不同程度改变（三）键能和离解能 1 双原子分子（1）键能：当 A 和 B 两种气态原子结合成 1mol A-B气态分子时所放出的能量(键能越大，键越牢固) （2）离解能：使 1mol 气态A-B分子离解为 A 和 B 两种气态原子所需的能量（或共价键 均裂成原子或自由基所需的能量） 2 多原子分子键能一般指同一类的共价键的离解能的平均值 3 利用平均键能可近似计算反应热（四）键的极性 1 键的极性（永久性）相同原子形成的共价键非极性共价键两电负性不同原子形成的共价键极性共价键成键两端成为正负两极（偶极）（1）键的极
6、性大小取决于成键原子电负性之差00.6(共价键)；1.6(极性共价键)；1.7(离子键)（2）分子的极性大小可用偶极矩（）来度量=qdq：正电荷中心或负电荷中心上的电荷值d：正负电荷中心间的距离偶极矩的单位：D(Debye 德拜)偶极矩有方向性：用（a）双原子分子中：键的极性就是分子的极性（b）多原子分子中：分子的极性是分子中每个键的 极性矢量和=0 2 键的极化性（暂时现象）共价键在外界电场中受外界电场的影响，引起键内电子云密度重新分布，从而改变键的极性，称为“键的极化性”或“极化度”（五）共价键的断裂方式 和有机反应类型（1）共价键的均裂 （2）共价键的异裂 1 共价键的断裂方式 2 有机
7、化学反应类型（1）游离基反应（2）离子型反应亲电反应：亲核反应：亲电取代反应亲电加成反应亲核取代反应亲核加成反应（3）协同反应 三、决定共价键中电子分布的因素（一）诱导效应 1 定义：由于成键原子电负性不同而使整个分子 中电子云沿碳键向某一方向移动的现象 称为“诱导效应” 符号：电子移动方向用： 2 特点：诱导效应沿碳键移动时减弱很快，到第三 个原子后可忽略不计 3 分类：（1）由吸电子基引起的诱导效应称吸电性 诱导效应（-） （2）由斥电子基引起的诱导效应称供电性 诱导效应（+） F Cl Br OCH3 OH Ph H吸电子基产生-的强弱H CH3 C2H5 (CH3)2CH (CH3)3
8、C斥电子基产生+的强弱（1）静态诱导效应：由未起反应的分子所表现出来的 诱导效应，是分子固有的性质 4 静态诱导效应和动态诱导效应（2）动态诱导效应：由外界电场引起的诱导极化效应。 （a）与外界电场强度和键的极化能力有关（b）只在化学反应的瞬间才表现出来（二）共轭效应 （共振效应、电子离域效应） 1 定义：由共平面的多原子 P轨道相互平行而侧 面重叠形成离域的分子轨道，从而使分 子中电子云的分布和键长趋于平均化， 内能减小，分子更加稳定。这种作用称 为共轭效应，整个体系称为共轭体系。 符号：C电子转移方向用： 2 特点：（1）共平面性（2）键长趋于平均化（3）内能降低（4）沿共轭链传递而不减弱
9、（5）极性交替现象 3 分类：供电性共轭效应（+C）和吸电性共轭效应（-C）（1），-共轭体系(-C)：单键和双键交替排列 的体系（2）P，-共轭体系（+C）：具有未共用电子对的 原子（O、N、X）通过单键和重键相连的体系（a）多电子共轭34（b）等电子共轭33（c）缺电子共轭32（3）超共轭效应（较弱+C）（a），-超共轭体系：C-H键通过单键和 重键发生一定程度的共轭效应 （b），P-超共轭体系：C-H键通过单键与 P 轨 道相互作用而发生的共轭效应 9 5 2自由基稳定性：302010 4 静态共轭效应和动态共轭效应（1）静态共轭效应：未参加反应前就存在的共轭 效应，是分子所固有的性质 （2）动态共轭效应：参加反应时，在外界试剂电场 的影响下， 整个共轭体系的电子会发生有利于 反应的转移，在反应瞬间产生的共轭效应
