第一章 有机化学概述2010

1第一章绪论21.课前预习2.听课、记笔记3.整理、归纳、总结4.做习题（巩固）——非常重要！！学好有机化学的几个重要环节切记：不要死记硬背不要临时抱佛脚3一有机化学的产生和发展1、从有机体内提取有机物(1773–1805)2、由提取进入到提取合成并举的时代(1806–1828–1848)3、进入合成时代(1849–1900–)4生命论与早期的有机化学（1828年之前）有机化合物最早的有机化合物来自于动植物体（有机体）生命论(Vitalism)认为：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。5FriedrichWöhler(German)的实验(1828)NH2CNH2ONH4CNO+-由腈酸铵（无机物）制得尿素（有机物）inorganicorganic6学科建设（1）制备了几千万种有机化合物（1990年，1000万种）。（2）建立了一套系统鉴定和测定有机化合物的方法。（3）逐步建立和完善了有机化学的理论。学术成就诺贝尔化学奖（1901-2002，92届，70届与有机化学有关）。二十世纪（46项重大发明，8项与有机化学有关）。研究思路深入、巧妙、与其它学科广泛交叉渗透（也渗透到人类活动各方面）。7有机化学（OrganicChemistry）——研究有机化合物的结构和性质的科学有机化合物——烃及其衍生物有机化学和有机化合物HCNOFPSClBrISiB有机化合物中常见的元素8二有机化合物的特点：1.对热不稳定，易燃烧（极少数例外）2.熔点较低（一般在250oC以下）3.易溶解于有机溶剂中，难溶于水。4.同分异构体较多C2H6OHCHHOCHHHHCHHCHHOH甲醚乙醇9三有机化学的化学键共价键(covalentbond)：原子间通过共用电子对相互结合而成的键（电子共享）。101共价健实质为一种静电引力，是成键电子对和两个核之间的引力11有机化合物共价键的类型σ键的形成σ键:将两个轨道沿着轨道对称轴方向重叠形成的键叫σ键。σ键有对称轴，可以绕对称轴旋转，两个原子间有且只有一个σ键。p轨道与s轨道重叠形成σ键P轨道与p轨道重叠形成σ键12π键的形成π键:由参与成键的原子轨道依轨道轴的垂直方向，从侧面以实现“肩并肩”的轨道叠加方式形成的共价键σ键比π键更牢固,两个原子间可有多个π键132共价键形成的理论价键理论：共价键的形成是原子轨道的重叠或电子配对的结果核外有几个未成键的电子,就能形成几个共价键。14价键理论不能解释C在有机化合物中为四价？152轨道杂化理论：原子在化学反应中，为了有利于体系能量的降低，形成更稳定的化学键，趋于将原来不同，但能量相近的原子轨道通过线性组合，重新组合为新的能量相等的原子轨道，这样的过程称为杂化，而经杂化后的原子轨道称为杂化轨道。杂化后的轨道一定形成σ键.16sp3杂化轨道碳原子的价电子：2s22p2sp3杂化：一个2s轨道和三个2p轨道杂化，组成四个等同的sp3杂化轨道2s2s2p2psp3激发Sp3杂化17杂化，放出能量C18甲烷的空间结构19一个2s轨道和两个2p轨道杂化，组成三个等同的sp2杂化轨道sp2杂化轨道图1-3Sp2杂化轨道示意图20CHCHHH图1-4乙烯分子的π键与立体模型C=C:一个σ键和一个π键双键碳及其各自所直接连接的原子在空间上呈平面型构型21一个2s轨道和一个2p轨道杂化，组成两个等同的sp杂化轨道sp杂化轨道图1-5sp杂化轨道示意图22图1-6乙炔分子形成示意图C≡C:一个σ键和两个π键叁键碳原子及其各自所直接连接的原子在空间上呈直线构型233有机物分子中共价键的性质1键长：成键两原子的核间距离；可反映键的强度2键角：参与成键的原子轨道的夹角；正常键角表现稳定态的能量水平，偏离正常键角时体系能量升高由中心原子的杂化状态决定243键能（平均解离能）：打破共价键所需能量或形成共价键释放的能量4键的极性：当不相同的原子成键时，由于成键原子电负性的差异，使电子云靠近电负性较大的原子一端，这样形成的键有极性。以键矩表示（µ），单位为德拜（D)。25作用：判断分子的极性分子的极性与键的极性：双原子分子：键的极性即为分子的极性多原子分子：为各个化学键的向量和。26•四分子间作用力偶极-偶极作用力：极性分子间的作用力CHCl3CH3CH2BrCH3CHOCH3CH2OHCH3NH2CH3COOH氢键缔合作用力形成条件:有裸露的氢质子有含有孤对电子的原子27•非极性分子受到内部或外界作用，产生了微弱的瞬时偶极，使分子之间也产生了微弱的作用力，该作用力就是色散力，也可称为范德华力。色散力氢键缔合作用力＞偶极-偶极作用力＞色散力是分子距离6次方的倒数，因此在分子比较接近时才会发生。28判断有机分子作用力大小的方法：2极性相同，看分子量，分子量大，分子间作用力大1首先看分子极性，极性大，分子间作用力大29•1与熔点的关系：分子间作用力与有机物物理性质的关系分子间作用力越大，熔点越高作用力大小相近，结构越对称，熔点越高30与沸点的关系分子间作用力越大，沸点越高作用力大小相近，分支程度越高，沸点越低31与溶解度的关系•物质溶解的过程是溶质分子间（或离子间）的作用力，被溶质与溶剂分子间的作用力代替的过程。作用力相似，易被替代32+C+++HHHHHCHHH+C+HHHHC++HCHCHHCH4H2CCH2C+HHC+CHCHHCCH五有机化合物分子表达方式Lewis电子式价键式缩写式甲烷乙烯乙炔单键双键叁键+C+++HHHHHCHHH+C+HHHHC++HCHCHHCH4H2CCH2C+HHC+CHCHHCCH33用键线式简化结构式CCCCHHHHHHHHHH键线式H2CH2CCH2CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3CH3CCCCC不正确的表达方式H3CCHCH2CH3CH3CH3CH2CH2CH3H2CH2COCH2CH2O省略了什么？34六有机化学的酸碱理论•电子论（Lewis酸碱理论)AlCl3+ClClAlCl4-+Cl+任何能够接受电子对的分子或离子都称为酸，任何能够提供电子对的分子或离子都是碱。35路易斯酸与路易斯碱作用+B+NH3ClAlClCl:NH3+AlClClClFFFOC2H5C2H5:FFBFC2H5C2H5O+-36•质子论(Bronsted-Lowry酸碱理论）•任何含有活泼氢，能够释放出质子（H+）的化合物都属于酸，任何能够接受质子的化合物（分子或离子）都属于碱。CH3CH2OH+HClCH3CH2OH2++Cl-37R1CCR2CR2R1+CR1CCR2CR2R1+C+七有机化学反应的主要类型（一）按共价键断裂的方式分2异裂：1均裂：38（二）：有机化学反应的类型：1游离基反应：共价键均裂，成键电子对平均分属两个原子；产生碳自由基392离子型反应：共价键异裂，产生正负离子R1CCR2CR2R1+C+40•官能团：取代在碳骨架上并赋予有机物特殊性质的原子或原子团；•取代基：取代在碳骨架上但并不被看作官能团的原子或原子团；八有机化合物分类