有機(jī)化學(xué)概述市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、有機(jī)化學(xué)主講：許亮第1頁(yè)第1頁(yè) 教科書(shū)： 有機(jī)化學(xué)第二版 高占先編 高教出版社 1999. 主要參考書(shū)： 1) 大學(xué)有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 榮國(guó)斌等編 化學(xué)工業(yè)出版社 2）基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)習(xí)題解答與解題示例 邢其毅等編 北京大學(xué)出版社 1998. 3）有機(jī)化學(xué) 上、下冊(cè) 曾昭瓊主編 高教出版社 1999. 第2頁(yè)第2頁(yè)有機(jī)化學(xué)成績(jī)?cè)u(píng)估（理論課） 項(xiàng)目分(%) 1. 考勤 2. 作業(yè)、課堂練習(xí) 3. 課堂討論 4. 期中考試 5. 期末考試510102550第3頁(yè)第3頁(yè)課前預(yù)習(xí)聽(tīng)課、記筆記整理、歸納、總結(jié)做習(xí)題（鞏固） 非常主要！討論及答疑學(xué)好有機(jī)化學(xué)幾種主要環(huán)節(jié)切記：不要死記硬背 不要暫時(shí)抱佛腳第4頁(yè)第4頁(yè)

2、反應(yīng)物產(chǎn)物學(xué)習(xí)中應(yīng)注意幾種方面有機(jī)化合物結(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)律反應(yīng)特殊反應(yīng)反應(yīng)原理反應(yīng)過(guò)程 機(jī)理反應(yīng)規(guī)律有機(jī)反應(yīng)應(yīng)用有機(jī)合成簡(jiǎn)樸化合物多步反應(yīng)復(fù)雜分子?反應(yīng)物如何環(huán)節(jié)至少產(chǎn)率最好第5頁(yè)第5頁(yè) 第一章 緒論 一. 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué) 1. 有機(jī)化合物 2. 有機(jī)化學(xué) 3. 有機(jī)化學(xué)發(fā)展與研究熱點(diǎn) 二. 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)特性 1.有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式表示法 2. 共價(jià)鍵形成 3. 共價(jià)鍵基本屬性 4. 誘導(dǎo)效應(yīng) 三. 有機(jī)反應(yīng)類型和試劑分類 1.有機(jī)反應(yīng)類型 2.中間體概念 3.試劑分類 四. 溶劑分類和溶劑化作用 1.溶劑分類 2.溶劑化作用第6頁(yè)第6頁(yè)什么是化學(xué)？借用一位著

3、名化學(xué)家話：化學(xué)就是關(guān)于創(chuàng)造以前不存在新物質(zhì)科學(xué)。這些新物質(zhì)涵蓋了從塑料到各種農(nóng)藥，藥物，對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钣兄鴺O大影響。我們現(xiàn)在認(rèn)為，要不是通過(guò)化學(xué)知識(shí)來(lái)合成，諸多當(dāng)代化產(chǎn)品都不會(huì)存在。 盡管設(shè)計(jì)和合成新分子是化學(xué)關(guān)鍵，分析這些新物質(zhì)以及研究這些反應(yīng)為何會(huì)發(fā)生，如何發(fā)生是化學(xué)研究另一主要方面，它揭示我們周圍世界分子復(fù)雜性及其與我們和其它生命有機(jī)體精妙關(guān)系。第7頁(yè)第7頁(yè)對(duì)有機(jī)化學(xué)通常定義是：有機(jī)化學(xué)就是關(guān)于碳元素及其化合物科學(xué)，這些化合物被稱作有機(jī)分子。有機(jī)分子是生命體化學(xué)大廈砌塊。第8頁(yè)第8頁(yè)有機(jī)化學(xué)?第9頁(yè)第9頁(yè) 有機(jī)化學(xué)（Organic Chemistry） 研究有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)科學(xué) 有

4、機(jī)化合物 碳?xì)浠衔锛捌溲苌颒CNOFPSClBrISiB有機(jī)化合物中常見(jiàn)元素第10頁(yè)第10頁(yè)有機(jī)化學(xué)與人類健康合成藥物肺炎、腦膜炎、敗血癥等30年代中后期第11頁(yè)第11頁(yè)杜馬克(GerhardDomagk),這也是一位德國(guó)科學(xué)家。他第一例臨床試驗(yàn)是在他女兒身上進(jìn)行。他女兒由于針刺引起鏈球菌感染，百浪息多使她神奇得到康復(fù)。以后巴黎巴斯德研究所醫(yī)學(xué)家發(fā)覺(jué)百浪多息對(duì)鏈球菌作用是通過(guò)其分子中苯磺酰胺部分發(fā)揮作用，從而創(chuàng)造了磺胺類藥物。 第12頁(yè)第12頁(yè)青霉素抗菌素青霉素發(fā)覺(jué)是一個(gè)更為廣泛傳頌故事。弗來(lái)明（AlexanderFleming）是英國(guó)倫敦圣瑪麗醫(yī)院細(xì)菌學(xué)家，他在1928年發(fā)覺(jué)了青霉素，但

5、他沒(méi)有辦法把它提純，因此，他也沒(méi)有辦法應(yīng)用到臨床中去。直到20世紀(jì)30年代，一位英國(guó)科學(xué)家和一位澳大利亞科學(xué)家做了大量工作，以后又跑到美國(guó)去尋求基金會(huì)資助，最后他們終于把青霉素提純成晶體。到了1943年，青霉素正式用于臨床。那時(shí)候正值第二次世界大戰(zhàn)，青霉素應(yīng)用挽救了成千上萬(wàn)人生命。以后科學(xué)家又從土壤微生物中發(fā)覺(jué)了鏈霉素，這是很了不得事件，由于當(dāng)初肺結(jié)核病非常普遍，并且沒(méi)辦法治療，被稱為“白色瘟疫”。由于鏈霉素治療肺結(jié)核十分有效，它發(fā)覺(jué)者在1952年取得了諾貝爾獎(jiǎng)。第13頁(yè)第13頁(yè)抗癌藥物紫杉醇第14頁(yè)第14頁(yè)聚烯烴: 世界產(chǎn)量：8800萬(wàn)噸 年中國(guó)產(chǎn)量：839.8萬(wàn)噸, 市場(chǎng)消費(fèi)1579.8萬(wàn)

6、噸聚乙烯: 世界產(chǎn)量： 5000萬(wàn)噸 中國(guó)產(chǎn)量: 354萬(wàn)噸, 市場(chǎng)消費(fèi)809.5萬(wàn)噸中國(guó)聚乙烯消費(fèi)量:3.4公斤/人,年世界聚乙烯人均消費(fèi)量:6.2公斤/人,年有機(jī)化學(xué)與材料第15頁(yè)第15頁(yè) 一架飛機(jī)需橡膠 600 Kg （上萬(wàn)個(gè)零件） 一艘35,000噸輪船 需橡膠 60 T 生產(chǎn)1,000 T年 橡膠： 天然橡膠 占地3萬(wàn)畝，種樹(shù)300萬(wàn)株，工人5,000 6,000人返回 合成橡膠 占地10畝，工人幾十人。 第16頁(yè)第16頁(yè)F.Sherwood Rowland & Mario Molina 1995 Nobel Prize有機(jī)化學(xué)與環(huán)境第17頁(yè)第17頁(yè)第18頁(yè)第18頁(yè)構(gòu)成除C、H以外，

7、只含有O、N、S、P、X等少數(shù)元素。有機(jī)物數(shù)目繁多(400萬(wàn)/70萬(wàn))結(jié)構(gòu)原子間通常以共價(jià)鍵方式結(jié)合；同分異構(gòu)現(xiàn)象普遍。性質(zhì)易燃、易爆；熱穩(wěn)定性差；熔、沸點(diǎn)低；難溶于水；反應(yīng)速度慢。例：HOAc: m.p 16.1 b.p 116; NaCl: m.p 800 b.p 1440 有機(jī)化合物特性第19頁(yè)第19頁(yè) 一. 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué) 1. 有機(jī)化合物（organic compound）：碳化合物、碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩Ｌ攸c(diǎn)：揮發(fā)性，熔點(diǎn)低，易燃，轉(zhuǎn)化速率低常伴副反應(yīng)，普通以共價(jià)鍵相連。 2. 有機(jī)化學(xué)（organic chemstry）：研究有機(jī)化合物起源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用 以及相關(guān)

8、理論、改變規(guī)律和辦法學(xué)科學(xué)。 三項(xiàng)內(nèi)容：分離、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)和合成 分離 從自然界或反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)蒸餾、結(jié)晶、吸附、萃取、 升華等操作孤立出單一純凈有機(jī)物。 結(jié)構(gòu) 對(duì)分離出有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)和物理行為理解，闡明 其結(jié)構(gòu)和特性。 反應(yīng)和合成 從某一有機(jī)化合物(原料)通過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn) 化成一已知或新有機(jī)化合物(產(chǎn)物)。第20頁(yè)第20頁(yè)3. 有機(jī)化學(xué)發(fā)展及其研究熱點(diǎn)?！坝袡C(jī)”(Organic) “有機(jī)體”(Organism) 起源從天然產(chǎn)物中得到：舍勒（Scheele）：草酸，酒石酸，檸檬酸等拉瓦錫（Lavoisier）：最初粗略定義有機(jī)化合物第21頁(yè)第21頁(yè) 生命論與早期有機(jī)化學(xué)（1828年之前）有機(jī)化合物

9、最早有機(jī)化合物來(lái)自于動(dòng)植物體（有機(jī)體）生命論(Vitalism)認(rèn)為：有機(jī)化合物只能由有機(jī)體產(chǎn)生。無(wú)機(jī)化合物則存在于無(wú)生命礦藏中，同時(shí)也可由有機(jī)體產(chǎn)生。生命力學(xué)說(shuō)阻礙了有機(jī)化學(xué)發(fā)展20多年，人們放棄了人工合成有機(jī)物想法第22頁(yè)第22頁(yè)1845年，柯?tīng)柌?H.kolber) 制得醋酸；1854年，柏賽羅(M.berthelot)合成油脂類化合物；爾后，布特列洛夫合成了糖類化合物；. 1828年，德國(guó)化學(xué)家維勒(Whler,F.)制尿素：（試驗(yàn)室制備） 有機(jī)物可起源于生物體也可由無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化而來(lái)。 迄今已知化合物超出萬(wàn)(主要通過(guò)人工合成 )，其中絕 大多數(shù)是有機(jī)化合物。第23頁(yè)第23頁(yè)1858年，化

10、學(xué)家凱庫(kù)勒提出碳四價(jià)學(xué)說(shuō)，揭示了有機(jī)物結(jié)構(gòu) 。相繼庫(kù)珀，布特列洛夫分別提出有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，對(duì)有機(jī)化學(xué)發(fā)展起來(lái)很大推動(dòng)作用。第24頁(yè)第24頁(yè)范托夫開(kāi)創(chuàng)建體化學(xué)研究路易斯用電子正確辦法闡明化學(xué)鍵形成休克爾用量子化學(xué)辦法研究不飽和化合物和芳香化合物結(jié)構(gòu)英戈?duì)柕陆沂撅柡吞忌先〈磻?yīng)機(jī)理第25頁(yè)第25頁(yè)紅外（IR）、核磁共振（NMR）、紫外（UV）、質(zhì)譜（MS）等波譜技術(shù)增進(jìn)了有機(jī)化學(xué)研究第26頁(yè)第26頁(yè) 有機(jī)化學(xué)是一門(mén)快速發(fā)展學(xué)科 19011998年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)共90項(xiàng)，其中有機(jī)化學(xué)方面 化學(xué)獎(jiǎng)55項(xiàng)，占化學(xué)獎(jiǎng)61%第27頁(yè)第27頁(yè) 當(dāng)代有機(jī)化學(xué)發(fā)展一個(gè)主要趨勢(shì)：與生命科學(xué)結(jié)合。 1980年(D

11、NA) 1997年(ATP)與生命科學(xué)相關(guān)化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng) 八項(xiàng)； 有機(jī)化學(xué)以其價(jià)鍵理論、構(gòu)象理論、各種反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理成 為當(dāng)代生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)理論基礎(chǔ)； 在蛋白質(zhì)、核酸構(gòu)成和結(jié)構(gòu)研究、順序測(cè)定辦法建立、 合成辦法創(chuàng)建等方面，有機(jī)化學(xué)為分子生物學(xué)建立和發(fā)展 開(kāi)辟了道路； 擬定DNA為生物體遺傳物質(zhì), 是由生物學(xué)家和化學(xué)家共同完畢； 人類基因組“工作框架圖”組裝后基因組計(jì)劃序列基因 (Sequence Genomics)結(jié)構(gòu)基因(Structural Genomics)第28頁(yè)第28頁(yè) 功效基因(Functional Genomics)。 有機(jī)化學(xué)尤其是生物有機(jī)化學(xué)參與研究項(xiàng)目： 研究信息分子

12、和受體辨認(rèn)機(jī)制; 發(fā)覺(jué)自然界中分子進(jìn)化和生物合成基本規(guī)律; 作用于新生物靶點(diǎn)新一代治療藥物前期基礎(chǔ)研究; 發(fā)展提供結(jié)構(gòu)多樣性分子組合化學(xué); 對(duì)于復(fù)雜生物體系進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析新技術(shù)，等等。 有機(jī)化學(xué)中，有機(jī)合成占有獨(dú)特關(guān)鍵地位。 1989年美國(guó)Harvard大學(xué)kishi專家等完畢?？舅?palytoxin) 全合成。第29頁(yè)第29頁(yè)第30頁(yè)第30頁(yè) Woodward等完畢VB12全合成第31頁(yè)第31頁(yè)樹(shù)脂糖苷(Tricolorin)及高抗癌活性甾體皂甙(OSW-1)： 從20世紀(jì)下半葉起，化學(xué)主要任務(wù)不再是發(fā)覺(jué)新元 素，而是合成新分子，尤其是人們感興趣明星分子。 一徐光憲一第32頁(yè)第32頁(yè)

13、 21世紀(jì)，要實(shí)現(xiàn)“抱負(fù)”合成法。強(qiáng)調(diào)實(shí)用、環(huán)境友好、 資源可持續(xù)利用。 簡(jiǎn)樸原料、溫和條件，通過(guò)簡(jiǎn)樸環(huán)節(jié)，快速、高選擇性、高效 地轉(zhuǎn)化為目的分子。 綠色合成 諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng) “手性催化氫化反應(yīng)”、“手性催化氧化反應(yīng)” 獨(dú)特功效分子（各種性能材料、生理活性分子、天然產(chǎn)物） 全合成。 計(jì)算機(jī)技術(shù)引入，結(jié)構(gòu)測(cè)定、分子設(shè)計(jì)和合成設(shè)計(jì)。第33頁(yè)第33頁(yè) 有機(jī)新材料(分子材料)化學(xué)。 1. 化學(xué)結(jié)構(gòu)種類多； 2. 能夠有目的地改變功效分子結(jié)構(gòu)， 進(jìn)行功效組合和集成；3. 能夠在分子層次上組裝功效分子， 調(diào)控材料性能。 當(dāng)前研究熱點(diǎn)領(lǐng)域： 1. 含有潛在光、電、磁等功效有機(jī)分子合成和組裝 2. 分子材料中電

14、子、能量轉(zhuǎn)移和一些快速反應(yīng)過(guò)程研究； 3. 研究分子結(jié)構(gòu)、排列方式與材料性能關(guān)系，發(fā)展新分子 組裝辦法，探討產(chǎn)生特殊光電磁現(xiàn)象機(jī)制； 4. 摸索新型分子材料在光電子學(xué)和微電子學(xué)中應(yīng)用等 第34頁(yè)第34頁(yè)二. 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)特性1. 有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)式表示辦法分子中原子間互相連接順序叫做分子結(jié)構(gòu)。表示分子結(jié)構(gòu)化學(xué)式叫做結(jié)構(gòu)式。分子式只包括分子中含原子種類和數(shù)目（C4H10）第35頁(yè)第35頁(yè)第36頁(yè)第36頁(yè)1)短線式（蛛網(wǎng)式） 2)普通式（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式） 3)鍵線式1C、H 原子不寫(xiě)，寫(xiě)出其它原子或基團(tuán)；2線與線之間夾角120o ,叁鍵兩邊碳用直線表示。注意第37頁(yè)第37頁(yè) 討論 1）將普通式改寫(xiě)成鍵線

15、式 2）將鍵線式改寫(xiě)成普通式第38頁(yè)第38頁(yè)知識(shí)回顧：原子結(jié)構(gòu)示意圖第39頁(yè)第39頁(yè)2. 共價(jià)鍵概念lewis電子結(jié)構(gòu)式 原子電子配對(duì)成鍵，形成穩(wěn)定電子構(gòu)型。 共價(jià)結(jié)合價(jià)電子表示電子結(jié)構(gòu)式為lewis結(jié)構(gòu)式。 表示出未共用價(jià)電子結(jié)構(gòu)式 lewis電子結(jié)構(gòu)式第40頁(yè)第40頁(yè) 凱庫(kù)勒(kekul)結(jié)構(gòu)式寫(xiě)出下列化合物lewis電子式Lewis電子式中價(jià)電子數(shù)之和應(yīng)等于所有單個(gè)原子價(jià)電子數(shù)之和。第41頁(yè)第41頁(yè)討論下列 lewis電子式假如帶電荷，請(qǐng)?jiān)谠撛由蠘?biāo)明： 不帶電荷 中性 形式電荷數(shù)=價(jià)電子數(shù)1/2成鍵電子數(shù)非成鍵電子數(shù) 第42頁(yè)第42頁(yè) C、H結(jié)合：化合價(jià)應(yīng)為2價(jià)， 鍵角應(yīng)為900， 形

16、成化合物為CH2 。 實(shí)際為4價(jià)，鍵角隨C原子形成不同分子而 不同。 由共價(jià)鍵理論分析 C、H原子形成份子第43頁(yè)第43頁(yè) C、H結(jié)合：化合價(jià)應(yīng)為2價(jià)， 鍵角應(yīng)為900， 形成化合物為CH2 。 實(shí)際為4價(jià)，鍵角隨C原子形成不同分子而 不同。 由共價(jià)鍵理論分析 C、H原子形成份子第44頁(yè)第44頁(yè)二、有機(jī)化合物分子中化學(xué)鍵 （bond of Org. Chem） （一）碳原子結(jié)構(gòu)： 1、碳原子原子結(jié)構(gòu)示意圖： 電子層數(shù) K L M 各層亞層數(shù) s s p s p d第45頁(yè)第45頁(yè)2、電子排布式：1s22s22p23、軌道表示式：C核外電子云圖電子云概念：形狀：d電子云：第46頁(yè)第46頁(yè)P(yáng) 軌道

17、方向有：x、y、z（二）共價(jià)鍵理論 （VB，valence bond theory）含有單電子兩個(gè)原子，當(dāng)其電子自旋方向相反（）時(shí)能夠配對(duì)（原子軌道重疊）形成共價(jià)鍵（covalent bond）HHHH1s1sH H氫原子原子軌道重疊氫分子第47頁(yè)第47頁(yè)定域性：自旋反平行兩個(gè)電子繞核做高速運(yùn)動(dòng)，屬于成鍵原子共同所有。電子對(duì)在兩核之間出現(xiàn)幾率最大；1、價(jià)鍵理論三個(gè)要點(diǎn)：原子軌道有一定伸展方向(s,p,d)，要實(shí)現(xiàn)最大重疊才干形成穩(wěn)定共價(jià)鍵。因此一個(gè)原子與周圍原子形成共價(jià)鍵有一定角度。方向性：+xy最大重疊+xy不是最大重疊+xy不是最大重疊第48頁(yè)第48頁(yè)原子軌道重疊情況示意圖第49頁(yè)第49頁(yè)

18、成鍵方向?qū)Ψ肿?空間立體結(jié)構(gòu)影響線型錐型104027第50頁(yè)第50頁(yè)飽和性：每個(gè)原子成鍵總數(shù)（或以單鍵連接 原子數(shù)目）是一定。原子中成單電子數(shù)決定成鍵總數(shù)；如HCl，不能形成HCl2；如H2O，不能形成HO+第51頁(yè)第51頁(yè) C、H結(jié)合：化合價(jià)應(yīng)為2價(jià)， 鍵角應(yīng)為900， 形成化合物為CH2 。 實(shí)際為4價(jià)，鍵角隨C原子形成不同分子而 不同。 由共價(jià)鍵理論分析 C、H原子形成份子第52頁(yè)第52頁(yè)1931年，鮑林（Pauling L）提出原子軌道雜化理論（hybrid orbital theory）原子在成鍵時(shí)，其s軌道和p軌道重新組合成新型軌道，這個(gè)新型軌道稱為雜化軌道。其特點(diǎn)：更大方向性實(shí)現(xiàn)

19、最大重合；空間排列使雜化軌道間盡也許遠(yuǎn)離，斥力最小，形成更牢固化學(xué)鍵，更穩(wěn)定分子。第53頁(yè)第53頁(yè)2、雜化軌道理論要點(diǎn)： 能量相近原子軌道能夠重新組合（重新分派能量和電子云密度及空間取向）形成新軌道，即雜化軌道。原子軌道雜化后成鍵能力增強(qiáng)，重疊程度增大，形成鍵更穩(wěn)定。碳原子三種雜化方式：sp3雜化、 sp2雜化、sp雜化 第54頁(yè)第54頁(yè)1）碳原子sp3雜化：1個(gè)2s電子激發(fā)到2pz軌道，用1個(gè)2s軌道和3個(gè)2p軌道重新組合，進(jìn)行雜化，故稱為sp3 雜化； 得到4個(gè)sp3雜化軌道。與基態(tài)軌道相比，其特點(diǎn)：第55頁(yè)第55頁(yè) 能量相等，成份相同 （1/4s軌道和3/4p軌道）；雜化軌道形狀是一頭大

20、一頭小，電子云分布更集中，可使成鍵軌道間重疊部分增大，成鍵能力增強(qiáng)；雜化軌道電子云：sp3 雜化軌道在空間盡也許伸展，呈最穩(wěn)定正四周體型，軌道間夾角（鍵角）為10928 sp3 雜化又稱為正四周體雜化。第56頁(yè)第56頁(yè)鍵C-H鍵甲烷分子形成：第57頁(yè)第57頁(yè)2）碳原子sp2雜化： 由1個(gè)2s軌道和2個(gè)2p軌道雜化，形成3個(gè) 等同sp2 雜化軌道，另有1個(gè)2p軌道不參 與雜化； 雜化軌道成份：1/3s軌道和2/3p軌道； 成鍵能力較sp3雜化軌道弱，但比未雜化 軌道強(qiáng)；第58頁(yè)第58頁(yè)sp2雜化軌道呈平面三角形，夾角為120。未雜化2p軌道垂直于這一平面。鍵，鍵乙烯分子：第59頁(yè)第59頁(yè)3）碳原

21、子sp雜化： 由1個(gè)2s軌道和1個(gè)2p軌道雜化，形成2個(gè)等同 sp 雜化軌道，另有2個(gè)2p軌道不參與雜化； sp雜化軌道成份：1/2 s軌道和1/2 p軌道 成鍵能力比未雜化軌道強(qiáng)；雜化軌道呈直線型，夾角180 另2個(gè)未雜化2p軌道與這始終線兩兩垂直。第60頁(yè)第60頁(yè)鍵，鍵乙炔分子：第61頁(yè)第61頁(yè)小結(jié)：雜化與雜化軌道：雜化是指在形成份子時(shí)，因?yàn)樵娱g相互影響，若干不同類型而能量相近原子軌道混合起來(lái)，重新組合成一組新型軌道過(guò)程。所形成新軌道稱為雜化軌道。孤立原子不可能發(fā)生雜化，只有在形成份子過(guò)程中才會(huì)發(fā)生。在雜化前后，原子軌道數(shù)目保持不變。條件不同，雜化軌道類型可能不同。第62頁(yè)第62頁(yè)（1）

22、鍵：兩原子軌道沿軌道對(duì)稱軸方向以頭碰頭方式重疊形成鍵。 3、共價(jià)鍵類型 共價(jià)鍵含有方向性。按成鍵方向不同，分為鍵和鍵。兩個(gè)雜化軌道構(gòu)成鍵電子稱為電子。一個(gè)鍵包括兩個(gè)電子。第63頁(yè)第63頁(yè)鍵成鍵特點(diǎn)： “頭碰頭”成鍵，電子云近似圓柱形分布；鍵能夠旋轉(zhuǎn)；鍵較穩(wěn)定，存在于一切共價(jià)鍵中。因而，只含有鍵化合物其性質(zhì)是比較穩(wěn)定（烷烴）。 原子軌道重疊程度最大，形成共價(jià) 鍵最牢固。由于原子軌道是立體對(duì)稱 ，原子軌道繞軸旋轉(zhuǎn)不影響成鍵， 因而，形成鍵是能夠自由旋轉(zhuǎn)。第64頁(yè)第64頁(yè) 2. 價(jià)鍵理論 共價(jià)鍵形成在于成鍵原子原子軌道互相交蓋。 共價(jià)鍵含有方向性。共價(jià)鍵含有飽和性。（電子配對(duì)）雜化軌道概念四個(gè)SP3

23、雜化軌道： 價(jià)鍵理論，電子定域第65頁(yè)第65頁(yè)E基態(tài)激發(fā)態(tài)SP3雜化第66頁(yè)第66頁(yè)第67頁(yè)第67頁(yè)第68頁(yè)第68頁(yè)第69頁(yè)第69頁(yè)（2）鍵：未雜化p軌道以“肩并肩”平行重疊形成鍵，構(gòu)成鍵電子叫做電子。兩個(gè)未雜化p軌道第70頁(yè)第70頁(yè)鍵成鍵特點(diǎn)： “肩并肩”成鍵；電子云重疊程度不及鍵，較活潑；鍵必須與鍵共存；鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。因此，含有鍵化合物性質(zhì)較活潑（烯烴、炔烴等）。第71頁(yè)第71頁(yè) 鍵特點(diǎn) 鍵特點(diǎn)形成： 沿鍵軸 垂直于鍵軸重疊方式： “頭碰頭” “肩并肩”重疊程度： 大 小鍵能： 大 小電子云分布： 呈圓柱狀 呈塊柱狀 軸對(duì)稱 平面對(duì)稱小旋轉(zhuǎn)性： 能“自 由”旋轉(zhuǎn) 不能存在形式： 能夠獨(dú)立

24、 不能比較第72頁(yè)第72頁(yè)小結(jié)雜化軌道理論：sp3 雜化：正四周體型雜化，4個(gè)雜化軌道，能形成4個(gè)鍵， 鍵穩(wěn)定，可自由旋轉(zhuǎn)；sp2 雜化：3個(gè)雜化軌道共平面，能形成3個(gè)鍵，未雜化p軌道可形成鍵，形成鍵后，雙鍵均不能自由旋轉(zhuǎn)；sp 雜化：2個(gè)雜化軌道成直線，能形成2個(gè)鍵，未雜化p軌道可形成鍵，形成鍵后，三鍵均不能自由旋轉(zhuǎn)。第73頁(yè)第73頁(yè)3. 分子軌道理論 電子在整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。波函數(shù)成鍵原子原子軌道互相靠近、互相作用，重新組合成整體分子軌道。 組合時(shí)：軌道數(shù)目不變, 原子軌道數(shù)目等于分子軌道數(shù)目。 軌道能量改變: 低于、高于、等于兩原子軌道能量。 1 2* (* )第74頁(yè)第74頁(yè) 1 2

25、 () =1-2 *=1+2 原子軌道組合成份子軌道必備條件：能量相近、電子云最大重疊、對(duì)稱性相同。 分子軌道理論，電子離域。第75頁(yè)第75頁(yè)第76頁(yè)第76頁(yè)4. 共價(jià)鍵屬性1) 鍵長(zhǎng) 成鍵原子原子核之間平均距離。nm。2) 鍵角兩個(gè)共價(jià)鍵之間夾角。3)鍵能形成共價(jià)鍵過(guò)程中體系釋放能量或共價(jià)鍵斷裂過(guò)程中體系吸取能量。第77頁(yè)第77頁(yè) C-H鍵鍵能 = 415kJ/mol 鍵能反應(yīng)共價(jià)鍵強(qiáng)度，鍵能愈大則鍵愈穩(wěn)定。第78頁(yè)第78頁(yè)4) 鍵極性非極性共價(jià)鍵 極性共價(jià)鍵 H-H Cl-Cl H-Cl+ - + 部分正電荷 - 部分負(fù)電荷偶極矩()有方向性箭頭由正端指向負(fù)端、指向電負(fù)性更大原子。凈偶極矩

26、指向多原子分子偶極矩，是各鍵偶極矩向量和。第79頁(yè)第79頁(yè) 5）分子間作用力 (1) 偶極-偶極作用力極性分子間互相作用力。- + + - + + - - + + -一分子偶極正端對(duì)另一分子偶極負(fù)端互相吸引作用。(2) 色散力瞬時(shí)偶極. 大小與分子極化率、分子接觸面積相關(guān)。例：鹵代烷極化率 RI RBr RCl RF第80頁(yè)第80頁(yè)(3) 氫鍵較小原子半徑、電負(fù)性強(qiáng)、有未共用電子對(duì)原子。氫鍵用虛線表示： XH-Y氫鍵鍵能與元素電負(fù)性及原子半徑相關(guān)。元素電負(fù)性越大、原子半徑越小，形成氫鍵越強(qiáng)。氫鍵含有方向性、飽和性。 分子間力大小順序：氫鍵 偶極偶極作用力 色散力第81頁(yè)第81頁(yè)思考題1. 解釋

27、以下物質(zhì)沸點(diǎn)為何不同？ CH3CH2CH3 、CH3CH2CH2OH和CH3CH2CH2F 分子量靠近，CH3CH2CH3為非極性分子，沸點(diǎn)最低；CH3CH2CH2OH和CH3CH2CH2F兩者皆為極性分子，但CH3CH2CH2OH能形成氫鍵，則分子間作用力不小于CH3CH2CH2F，因此，前者沸點(diǎn)高于后者。第82頁(yè)第82頁(yè)5誘導(dǎo)效應(yīng)（與極性密切相關(guān)）1誘導(dǎo)效應(yīng)涵義和特性 在有機(jī)化合物分子中，因?yàn)殡娯?fù)性不同取代基影響沿著鍵鏈（單鏈或重鏈）傳遞，致使分子中電子云密度，按取代基相對(duì)氫電負(fù)性所決定方向而偏移效應(yīng)，叫誘導(dǎo)效應(yīng)（I）。表示以下： - + + + + - - - 吸電子誘導(dǎo)效應(yīng):-I；給電

28、子誘導(dǎo)效應(yīng)：+I特點(diǎn)：1. 起源于電負(fù)性； 2是一個(gè)靜電作用，在鍵鏈中傳遞只包括到電子云密度分布改變，即主要是鍵極性改變，且極性改變普通是單一方向； 3傳遞有一定程度，經(jīng)過(guò)三個(gè)碳原子以后，已極微弱（短程）第83頁(yè)第83頁(yè)2.影響取代基誘導(dǎo)效應(yīng)相對(duì)強(qiáng)度相關(guān)原因：1周期律 同周期中，電負(fù)性隨元素族數(shù)增長(zhǎng)，故-I效應(yīng)自左至右增長(zhǎng)。 -I: -CR3 -NR2 -OR -Cl -Br -I -OR -SR2電荷 帶正電荷基團(tuán)比同類型不帶電荷基團(tuán)吸電子能力強(qiáng)得多；而帶負(fù)電荷基團(tuán)比同類型不帶電荷基團(tuán)給電子能力強(qiáng)得多。 I效應(yīng): -NR3+ -NR2+I效應(yīng): -O- OR同類基團(tuán)電荷改變可改變誘導(dǎo)效應(yīng)方向

29、或強(qiáng)度。 -COOH為另一-COOH吸電子基；電離后，變成-COO-，對(duì)另一羧基而言為給電子基。第84頁(yè)第84頁(yè)3飽和程度 與碳原子相連原子，若是同種原子但飽和程度不同，則不飽和程度高吸電子能力強(qiáng)。I效應(yīng)： -CCR -CR=CR2 -CR2-CR3 =O -OR N =NR -NR2 （電負(fù)性：C SP C SP2 C SP3）靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)：未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)分子中電子云密度分布情況改變，基態(tài)分子永久極性。動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng)：外來(lái)試劑極性關(guān)鍵靠近反應(yīng)分子時(shí)，尤其是試劑 對(duì)分子起始攻打而造成過(guò)渡態(tài)形成時(shí)，會(huì)引起分子中電子云密度分布狀態(tài)改變，暫時(shí)極化效應(yīng)。 在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，起主導(dǎo)作用。第85頁(yè)第85頁(yè)

30、4烷基誘導(dǎo)效應(yīng)烷基：吸電子基：（電負(fù)性（不小于H）；化學(xué)位移（不小于H） 給電子基：（酸堿離解常數(shù)；氯代烷偶極矩） 1當(dāng)烷基連在SP3雜化碳原子上或中性原子上，表現(xiàn)為吸電子基。 脂肪醇在氣相中相對(duì)酸性順序：(CH3)3COH (CH3)2CHOH CH3CH2OH CH3OH HOH2當(dāng)烷基連在雜化碳原子或帶正電荷氮或氧原子上，表現(xiàn)為給電子基。 CH3CH=CH2 ; ; CH3CCH 在多數(shù)情況下，烷基可看作給電子基。第86頁(yè)第86頁(yè)三.共價(jià)鍵斷裂和有機(jī)反應(yīng)類型1.均裂 成鍵一對(duì)電子平均分給兩個(gè)成鍵原子或基團(tuán)自由基（游離基）2.異裂成鍵一對(duì)電子完全為成鍵原子中一個(gè)原子或基團(tuán)所有，形成正、負(fù)離

31、子。第87頁(yè)第87頁(yè) 有機(jī)反應(yīng)活性中間體:自由基、碳正離子、碳負(fù)離子等。周環(huán)反應(yīng)：經(jīng)過(guò)環(huán)狀過(guò)渡態(tài)進(jìn)行反應(yīng)。它不同于以上兩類反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中舊鍵斷裂和新鍵生成同時(shí)進(jìn)行，無(wú)活性中間體生成，這類反應(yīng)稱為周環(huán)反應(yīng)。 第88頁(yè)第88頁(yè) 3、試劑分類自由基試劑:（均裂生成帶單電子原子或原子團(tuán)稱為自由基）親電試劑：在反應(yīng)過(guò)程中接受電子或共用電子（這些電子原屬于另一個(gè)反應(yīng)分子）試劑。親核試劑：能供應(yīng)電子，攻打反應(yīng)物中帶部分正電荷碳原子試劑。Nu:+ E Nu:E親電試劑與親核試劑是相正確。第89頁(yè)第89頁(yè)如何判斷親核試劑和親電試劑？親核試劑：有較高電子密度、有未共用電子對(duì)、是極性鍵端、有CC鍵電子等；親電試劑：能夠取得更多電子、是極性鍵+端、缺電子體等；第90頁(yè)第90頁(yè)4. 酸堿概念1. 勃朗斯德(Brnsted)酸堿質(zhì)子論 酸是質(zhì)子予以體，堿是質(zhì)子接受體第91頁(yè)第91頁(yè) 酸堿能夠帶正電荷或帶負(fù)電荷或?yàn)橹行姆肿? 在一個(gè)反應(yīng)中是 酸，而在另一個(gè)反應(yīng)中能夠是堿。平衡主要趨向形成更弱酸和更弱堿。 酸堿強(qiáng)度表示： 酸或堿越強(qiáng)，其pK值越?。x解常數(shù)K值越大）。第92頁(yè)第92頁(yè) 酸性越強(qiáng)，解離出質(zhì)子后共軛堿堿性越弱。如何判斷化合物酸性強(qiáng)弱？主要取決于化合物離解出H+后負(fù)離子穩(wěn)定性。負(fù)離子越穩(wěn)定則本來(lái)化合物酸性越強(qiáng)。第93頁(yè)第93頁(yè)負(fù)離子穩(wěn)定性與中