有機(jī)化學(xué)：1-緒論

1、 有有 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)College of Chemical Engineer and Material Science第一章第一章 緒緒 論論有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的特性有機(jī)化合物的特性分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子間相互作用力分子間相互作用力酸堿的概念酸堿的概念有機(jī)化合物的分類(lèi)有機(jī)化合物的分類(lèi)共價(jià)鍵共價(jià)鍵1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1. 有機(jī)化學(xué)的發(fā)展歷程有機(jī)化學(xué)的發(fā)展歷程vital force, 生命力生命力無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物 - from nonliving sources有機(jī)化合物有機(jī)化合物 - from living org

2、anisms(1777年年T.O.Bergman）1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué) 18451845年，柯?tīng)柊啬?，柯?tīng)柊兀↘olber）合成醋酸合成醋酸( (木炭、硫磺、氯、水等木炭、硫磺、氯、水等).). 18541854年，貝羅特年，貝羅特（Berthelot）合成脂肪合成脂肪. . 這一發(fā)現(xiàn)引起了巨大轟動(dòng)，因?yàn)橹臼羌?xì)胞組織內(nèi)的物質(zhì)，這一發(fā)現(xiàn)引起了巨大轟動(dòng)，因?yàn)橹臼羌?xì)胞組織內(nèi)的物質(zhì)，它的人工合成意味著它的人工合成意味著“生命力理論生命力理論”被徹底地推翻。被徹底地推翻。2 NCOK + (NH4)2SO42 NCONH4+ K2SO4氰酸銨, Ammonium cyan

3、ateNH2CNH2O尿素, Urea1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)進(jìn)入了迅速發(fā)展時(shí)期，建立了經(jīng)典的有機(jī)結(jié)構(gòu)理論有機(jī)化學(xué)進(jìn)入了迅速發(fā)展時(shí)期，建立了經(jīng)典的有機(jī)結(jié)構(gòu)理論18741874年，荷蘭化學(xué)家范特霍夫（年，荷蘭化學(xué)家范特霍夫（J.H.van,t HoffJ.H.van,t Hoff）和法國(guó)化學(xué)家）和法國(guó)化學(xué)家勒貝爾（勒貝爾（J.A.Le BelJ.A.Le Bel）分別提出了碳的四面體構(gòu)型學(xué)說(shuō)，開(kāi)創(chuàng)了）分別提出了碳的四面體構(gòu)型學(xué)說(shuō)，開(kāi)創(chuàng)了有機(jī)立體化學(xué)有機(jī)立體化學(xué); ;18581858年，德國(guó)化學(xué)家年，德國(guó)化學(xué)家F.A.KekulF.A.Kekul確立了確立了碳的四價(jià)

4、理論碳的四價(jià)理論；19501950年，英國(guó)人巴頓（年，英國(guó)人巴頓（D.H.R.BartonD.H.R.Barton）將）將構(gòu)象構(gòu)象分析引入有機(jī)化學(xué)分析引入有機(jī)化學(xué). . 2020世紀(jì)世紀(jì)之后，之后，有機(jī)化學(xué)理論有機(jī)化學(xué)理論有了很快的發(fā)展有了很快的發(fā)展 19321932年，德國(guó)化學(xué)家年，德國(guó)化學(xué)家休克爾（休克爾（E.HE.Hckelckel）以量子力學(xué)為基礎(chǔ)，以量子力學(xué)為基礎(chǔ)，提出了一種計(jì)算提出了一種計(jì)算分子軌道及其能值的簡(jiǎn)易方法分子軌道及其能值的簡(jiǎn)易方法- -休克爾分子休克爾分子軌道法。軌道法。 1.1 1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)19171917年，美國(guó)化學(xué)家年，美國(guó)化學(xué)

5、家路易斯路易斯（G.N.LewisG.N.Lewis）用電子對(duì)的方法）用電子對(duì)的方法闡明了闡明了化學(xué)鍵形成的本質(zhì)化學(xué)鍵形成的本質(zhì)。19311931年，美國(guó)化學(xué)家年，美國(guó)化學(xué)家鮑林鮑林（L.PaulingL.Pauling）創(chuàng)立了）創(chuàng)立了雜化軌道理論雜化軌道理論。1931-19331931-1933年，年，鮑林鮑林提出了提出了共振論共振論。波譜技術(shù)波譜技術(shù)、色譜技術(shù)色譜技術(shù)、近代實(shí)驗(yàn)技術(shù)近代實(shí)驗(yàn)技術(shù)等廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)，等廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)，這對(duì)有機(jī)化合物的分離提純、結(jié)構(gòu)測(cè)定、反應(yīng)機(jī)理的研究、有這對(duì)有機(jī)化合物的分離提純、結(jié)構(gòu)測(cè)定、反應(yīng)機(jī)理的研究、有機(jī)合成技術(shù)的改進(jìn)都起到了十分重要的促進(jìn)作用。機(jī)合

6、成技術(shù)的改進(jìn)都起到了十分重要的促進(jìn)作用。2020世紀(jì)中下期，近代科學(xué)技術(shù)有了很好的發(fā)展。世紀(jì)中下期，近代科學(xué)技術(shù)有了很好的發(fā)展。 1.1 1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)2. 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的定義有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)的定義有機(jī)化合物有機(jī)化合物( (Organic compounds) )-碳?xì)浠衔锛捌溲苌?。碳?xì)浠衔锛捌溲苌?。有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)( (Organic Chemistry) )-研究碳?xì)浠衔锛捌溲苌芯刻細(xì)浠衔锛捌溲苌?物的化學(xué)。物的化學(xué)。 有機(jī)化合物有機(jī)化合物Organic Compounds衣食住行衣

7、食住行材料材料藥物藥物除草劑除草劑生命活動(dòng)生命活動(dòng).殺蟲(chóng)劑殺蟲(chóng)劑人類(lèi)的三大主要食物人類(lèi)的三大主要食物脂肪，蛋白質(zhì)和碳水化合物脂肪，蛋白質(zhì)和碳水化合物 1.1 1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)衣物衣物絲、毛、棉、麻、合成纖維絲、毛、棉、麻、合成纖維大約需要橡膠大約需要橡膠200Kg200Kg大約需要橡膠大約需要橡膠600Kg600Kg一艘一艘3500035000噸的輪船，大約需要噸的輪船，大約需要 橡膠橡膠6060噸噸1.1 1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)涂料：底漆、面漆、防腐漆涂料：底漆、面漆、防腐漆聚甲基丙烯酸羥乙酯聚甲基丙烯酸羥乙酯軟質(zhì)隱形眼鏡常用以下材料

8、制成軟質(zhì)隱形眼鏡常用以下材料制成：1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)2003年年10月月15日日18時(shí)時(shí)40分許，分許，“神舟神舟”五號(hào)飛船運(yùn)行到第七圈，五號(hào)飛船運(yùn)行到第七圈，楊利偉在太空中展示楊利偉在太空中展示中國(guó)國(guó)旗中國(guó)國(guó)旗和聯(lián)合國(guó)國(guó)旗。聯(lián)合國(guó)國(guó)旗。1.1 1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1.1 1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)第一道為內(nèi)衣層第一道為內(nèi)衣層 第二道為調(diào)溫層第二道為調(diào)溫層 第三道為加壓層第三道為加壓層 第四道為約束層第四道為約束層 第五道為保護(hù)層第五道為保護(hù)層 一般的宇航服分為五層：一般的宇航服分為五層：1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化

9、學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)Woodward等完成等完成VB12全合成全合成1965年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1965年，中國(guó)首次人工合成了結(jié)晶年，中國(guó)首次人工合成了結(jié)晶牛胰島素。這是人類(lèi)歷史上第一次牛胰島素。這是人類(lèi)歷史上第一次人工合成生命的蛋白質(zhì)人工合成生命的蛋白質(zhì)。標(biāo)志著人類(lèi)。標(biāo)志著人類(lèi)在認(rèn)識(shí)生命和探索生命的征途中，在認(rèn)識(shí)生命和探索生命的征途中，邁出了關(guān)鍵的一步。邁出了關(guān)鍵的一步。有機(jī)化學(xué)是一門(mén)有機(jī)化學(xué)是一門(mén)迅速發(fā)展的學(xué)科迅速發(fā)展的學(xué)科有機(jī)合成化學(xué)天然有機(jī)化學(xué)生物有機(jī)化學(xué)金屬與元素有機(jī)化學(xué)物理

10、有機(jī)化學(xué)有機(jī)分析化學(xué)藥物化學(xué)香料化學(xué)農(nóng)藥化學(xué)有機(jī)新材料化學(xué) 等學(xué)科生命科學(xué)材料科學(xué)環(huán)境科學(xué)化學(xué)生物學(xué)能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè) 等方面.1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1901-2010年頒發(fā)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（其中年頒發(fā)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)（其中8 8屆因戰(zhàn)爭(zhēng)未頒屆因戰(zhàn)爭(zhēng)未頒發(fā)），有七十多屆的內(nèi)容與有機(jī)化學(xué)有關(guān)。發(fā)），有七十多屆的內(nèi)容與有機(jī)化學(xué)有關(guān)。 過(guò)去過(guò)去100年，有機(jī)化學(xué)從實(shí)驗(yàn)方法和基礎(chǔ)理論都有了巨大的發(fā)年，有機(jī)化學(xué)從實(shí)驗(yàn)方法和基礎(chǔ)理論都有了巨大的發(fā)展，每年合成的近百萬(wàn)種化合物中，約展，每年合成的近百萬(wàn)種化合物中，約70%為有機(jī)化合物。為有機(jī)化合物。1.1 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和

11、有機(jī)化學(xué)F 昨天昨天的有機(jī)化學(xué)改變了你我的生活。的有機(jī)化學(xué)改變了你我的生活。F 今天今天的有機(jī)化學(xué)將不可能變?yōu)榭赡堋５挠袡C(jī)化學(xué)將不可能變?yōu)榭赡?。F 明天明天的有機(jī)化學(xué)將充滿(mǎn)理想、創(chuàng)新、機(jī)的有機(jī)化學(xué)將充滿(mǎn)理想、創(chuàng)新、機(jī)遇和成功。遇和成功。第一章第一章 緒緒 論論有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的特性有機(jī)化合物的特性分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子間相互作用力分子間相互作用力酸堿的概念酸堿的概念有機(jī)化合物的分類(lèi)有機(jī)化合物的分類(lèi)共價(jià)鍵共價(jià)鍵1.2 有機(jī)化合物的特性有機(jī)化合物的特性碳元素為什么如此特殊？碳元素為什么如此特殊？為什么會(huì)有如此多的含碳的有機(jī)化合物？為什么會(huì)有如此多的含

12、碳的有機(jī)化合物？a. 碳在元素周期表中的碳在元素周期表中的第四主族，第四主族，結(jié)合能力強(qiáng)，碳和其它元素之結(jié)合能力強(qiáng)，碳和其它元素之間以及碳碳之間易形成共價(jià)鍵。間以及碳碳之間易形成共價(jià)鍵。b. 碳碳以共價(jià)鍵連接碳碳以共價(jià)鍵連接 可形成直可形成直鏈、支鏈、環(huán)、以及單、雙或鏈、支鏈、環(huán)、以及單、雙或叁鍵叁鍵 每種不同的排列就是一種化合物每種不同的排列就是一種化合物（同分異構(gòu)現(xiàn)象）。（同分異構(gòu)現(xiàn)象）。 同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象： 分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象稱(chēng)為同分異構(gòu)現(xiàn)象。分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象稱(chēng)為同分異構(gòu)現(xiàn)象。 1.2 有機(jī)化合物的特性有機(jī)化合物的特性Properties (特性特性)Organ

13、ic Compounds有機(jī)化合物有機(jī)化合物Inorganic Compounds無(wú)機(jī)化合物無(wú)機(jī)化合物Isomerism ( (同分異構(gòu)同分異構(gòu)) ) 普遍普遍少見(jiàn)少見(jiàn)Burning Properties (燃燒性燃燒性)易燃易燃很難燃燒很難燃燒Stability to heating(熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性)差差穩(wěn)定穩(wěn)定Polarity ( (極性極性) )小小大大Solubility ( (溶解性，水溶解性，水) )差差好好Rate of the Reactions(反應(yīng)速度反應(yīng)速度)慢慢快快Side-Reactions( (副反應(yīng)副反應(yīng)) )普遍普遍少見(jiàn)少見(jiàn)第一章第一章 緒緒 論論有機(jī)化合物和

14、有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的特性有機(jī)化合物的特性分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子間相互作用力分子間相互作用力酸堿的概念酸堿的概念有機(jī)化合物的分類(lèi)有機(jī)化合物的分類(lèi)共價(jià)鍵共價(jià)鍵1.3 分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式1.分子中原子之間相互連接的順序和方式叫做分子中原子之間相互連接的順序和方式叫做分子的結(jié)構(gòu)。分子的結(jié)構(gòu)。a. 碳是四價(jià)的碳是四價(jià)的, tetravalentb. 碳與碳之間可以形成多種化學(xué)鍵碳與碳之間可以形成多種化學(xué)鍵CCCCCC Single bond Double bond Triple bond2. 表示分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)式叫表示分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)式叫結(jié)構(gòu)式。結(jié)構(gòu)式。 C

15、3H7OHCCCOHHHHHHHHCH3CH2CH2OHOH Dash formula Condensed formula Bond-line formula 短線(xiàn)式短線(xiàn)式 縮簡(jiǎn)式縮簡(jiǎn)式 鍵線(xiàn)式鍵線(xiàn)式1.3 分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式第一章第一章 緒緒 論論有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的特性有機(jī)化合物的特性分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子間相互作用力分子間相互作用力酸堿的概念酸堿的概念有機(jī)化合物的分類(lèi)有機(jī)化合物的分類(lèi)共價(jià)鍵共價(jià)鍵1.4 共價(jià)鍵共價(jià)鍵1. 共價(jià)鍵共價(jià)鍵(Covalent Bonds )的形成的形成(1) 價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論 (Valence Bond

16、 Theory)(2) 軌軌道雜化道雜化 (Orbital Hybrids) 雜化軌道：能量相近的原子軌道經(jīng)雜化軌道：能量相近的原子軌道經(jīng)能量均化能量均化的過(guò)程所形成的的過(guò)程所形成的能量能量 相等的軌道。相等的軌道。(a) 碳原子軌道的碳原子軌道的SP3雜化雜化 C: 1s22s22px12py12pz02px2py2pz2s2px2py2pz2s激發(fā)Excitesp3 雜化 (hybridization)1/4 s 和和 3/4 p 軌道的成分軌道的成分四個(gè)四個(gè)SP3雜化軌道的對(duì)稱(chēng)軸分別指向雜化軌道的對(duì)稱(chēng)軸分別指向正四面體正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)，的四個(gè)頂點(diǎn)，對(duì)稱(chēng)軸彼此間的夾角對(duì)稱(chēng)軸彼此間的夾角1

17、09.5。因此在空間取向上四個(gè)。因此在空間取向上四個(gè)SP3雜化軌道呈現(xiàn)一個(gè)雜化軌道呈現(xiàn)一個(gè)正四面體正四面體碳原子的碳原子的SP3雜化軌道雜化軌道109.5正四面體正四面體Tetrahedron1.4.1 軌軌道雜化道雜化 (Orbital Hybrids) (b) 碳原子軌道的碳原子軌道的SP2雜化雜化 2px2py2pz2s2px2py2pz2s激激發(fā)發(fā)2pyExcitesp2 雜化 (hybridization) 一個(gè)一個(gè)2S軌道和兩個(gè)軌道和兩個(gè)2P軌道進(jìn)行雜化，形成軌道進(jìn)行雜化，形成三個(gè)三個(gè)能量能量 相等的相等的SP2雜化軌道雜化軌道(1/3 s 和和 2/3 p 軌道的成分軌道的成分）

18、1.4.1 軌軌道雜化道雜化 (Orbital Hybrids) 120sp2sp2sp2p碳原子的碳原子的SP2雜化軌道雜化軌道三個(gè)三個(gè)SP2雜化軌道的對(duì)稱(chēng)軸分別指向雜化軌道的對(duì)稱(chēng)軸分別指向等邊三角形等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，的三個(gè)頂點(diǎn)，對(duì)稱(chēng)軸間的夾角為對(duì)稱(chēng)軸間的夾角為120120 ，因此在空間取向上三個(gè)，因此在空間取向上三個(gè)SP2雜化軌雜化軌道呈現(xiàn)一個(gè)道呈現(xiàn)一個(gè)平面三角形平面三角形。而未參與雜化的一個(gè)。而未參與雜化的一個(gè)P軌道與此平軌道與此平面處于垂直取向。面處于垂直取向。1.4.1 軌軌道雜化道雜化 (Orbital Hybrids) (c) 碳原子軌道的碳原子軌道的SP雜化雜化 Excit

19、esp 雜化 (hybridization)2px2py2pz2s2px2py2pz2s激激發(fā)發(fā)2py2pz(1/2 s 和和 1/2 p 軌道的成分軌道的成分）一個(gè)一個(gè)2S軌道和一個(gè)軌道和一個(gè)2P軌道進(jìn)行雜化，形成軌道進(jìn)行雜化，形成兩個(gè)兩個(gè)能量能量相等的相等的SP雜化軌道。雜化軌道。1.4.1 軌軌道雜化道雜化 (Orbital Hybrids) 碳原子的碳原子的SP雜化軌道雜化軌道兩個(gè)兩個(gè)SP雜化軌道的對(duì)稱(chēng)軸間的夾角為雜化軌道的對(duì)稱(chēng)軸間的夾角為180因此在空間取向因此在空間取向上兩個(gè)上兩個(gè)SP雜化軌道呈現(xiàn)雜化軌道呈現(xiàn)一條直線(xiàn)一條直線(xiàn)。而未參與雜化的兩個(gè)。而未參與雜化的兩個(gè)P軌軌道道互相垂直

20、互相垂直，并且，并且垂直于垂直于SP雜化軌道雜化軌道。spsp2py2py2pz2pz1801.4.1 軌軌道雜化道雜化 (Orbital Hybrids) 1.4.1 軌軌道雜化道雜化 (Orbital Hybrids) 不同雜化類(lèi)型的碳原子電負(fù)性是不同的，不同雜化類(lèi)型的碳原子電負(fù)性是不同的，采用哪種雜化類(lèi)型的碳原子電負(fù)性是最大的呢？采用哪種雜化類(lèi)型的碳原子電負(fù)性是最大的呢？SP SP2 SP3 1.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性a. 鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng) (bond length): 形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子的原子核之間形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子的原子核之間 的距離。的距離。鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)軌道重疊小軌道重疊

21、小鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵長(zhǎng)越短鍵長(zhǎng)越短軌道重疊大軌道重疊大鍵牢固、穩(wěn)定鍵牢固、穩(wěn)定鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)軌道重疊小軌道重疊小鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵長(zhǎng)越短鍵長(zhǎng)越短軌道重疊大軌道重疊大鍵牢固、穩(wěn)定鍵牢固、穩(wěn)定鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)軌道重疊小軌道重疊小鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵長(zhǎng)越短鍵長(zhǎng)越短軌道重疊大軌道重疊大鍵牢固、穩(wěn)定鍵牢固、穩(wěn)定鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)鍵長(zhǎng)越長(zhǎng)軌道重疊小軌道重疊小鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵不牢固、不穩(wěn)定鍵長(zhǎng)越短鍵長(zhǎng)越短軌道重疊大軌道重疊大鍵牢固、穩(wěn)定鍵牢固、穩(wěn)定見(jiàn)書(shū)見(jiàn)書(shū)P10P101.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性b. 鍵角鍵角 (Bond Angle)：反映分子中原子在空間排列

22、的形象反映分子中原子在空間排列的形象一個(gè)兩價(jià)以上的原子與其它原子所形一個(gè)兩價(jià)以上的原子與其它原子所形成的兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。成的兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。1.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性c. 鍵能鍵能 (Bond Energy)：形成形成共價(jià)鍵的過(guò)程中體系所共價(jià)鍵的過(guò)程中體系所釋放釋放的能量，或共價(jià)鍵的能量，或共價(jià)鍵斷裂斷裂過(guò)過(guò)程中體系所程中體系所吸收吸收的能量。的能量。鍵能鍵能越小越小，鍵就越，鍵就越活潑活潑；鍵能；鍵能越大越大，鍵就比較，鍵就比較穩(wěn)定穩(wěn)定。1mol 分子 (氣體) 原子（氣） + D （離解能）1 大氣壓25(a). 雙原子分子：雙原子分子：鍵能鍵能即是鍵的即是鍵的離解能

23、離解能。1.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性(b). 多原子分子：多原子分子：鍵能鍵能則泛指分子中幾個(gè)同類(lèi)型鍵的離解能的則泛指分子中幾個(gè)同類(lèi)型鍵的離解能的 平均值。平均值。CH4CH3H+CH2H+CH3H+H+CH2CHCHCD = 434.7 kJ/ molD = 443.1 kJ/ molD = 441.1 kJ/ molD = 338.6 kJ/ molD = 414.9 kJ / mol1.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性d. 鍵的極性鍵的極性 ( Bond Polarity )和誘導(dǎo)效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng) (inductive effect )根據(jù)共價(jià)鍵中根據(jù)共價(jià)鍵中電子云對(duì)稱(chēng)性電子云對(duì)稱(chēng)

24、性, , 可分為可分為極性共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵和和非極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵。 (1) 共價(jià)鍵的極性：以偶極矩共價(jià)鍵的極性：以偶極矩 (Dipole moment)（）來(lái)度量。）來(lái)度量。 = q d電荷與正負(fù)電荷中心之間距離的乘積，單位：庫(kù)侖電荷與正負(fù)電荷中心之間距離的乘積，單位：庫(kù)侖米米 偶極矩是向量，帶有偶極矩是向量，帶有方向性，方向性，一般以一般以“ +”來(lái)表示，箭頭表示從來(lái)表示，箭頭表示從 正電荷到負(fù)電荷的方向。正電荷到負(fù)電荷的方向。 H-H ，Cl-Cl，電子云對(duì)稱(chēng)分布于兩核之間，電子云對(duì)稱(chēng)分布于兩核之間，非極性非極性HCl-+電負(fù)性不同，電負(fù)性不同，有極性有極性HCl-+電負(fù)性不同，電負(fù)

25、性不同，有極性有極性1.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性偶極矩為零的分子是偶極矩為零的分子是非極性分子，非極性分子，偶極矩不為零的分子是偶極矩不為零的分子是極性極性分子。偶極矩越大，分子的極性越強(qiáng)。分子。偶極矩越大，分子的極性越強(qiáng)。 = 0 非極性分子非極性分子 0 極性分子極性分子多原子分子的偶極矩是分子中各個(gè)共價(jià)鍵的偶極矩的多原子分子的偶極矩是分子中各個(gè)共價(jià)鍵的偶極矩的向量和。向量和。 1.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性(2) 誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng) + + +CH3CH3CH2CH2Cl1234 - 由于由于成鍵原子電負(fù)性不同成鍵原子電負(fù)性不同所引起的，電子云沿鍵鏈（包括所引起的，電子云沿鍵

26、鏈（包括鍵鍵和和鍵）按一定方向移動(dòng)的效應(yīng)，或者說(shuō)是鍵的極性通過(guò)鍵鏈鍵）按一定方向移動(dòng)的效應(yīng)，或者說(shuō)是鍵的極性通過(guò)鍵鏈依次誘導(dǎo)傳遞的效應(yīng)，稱(chēng)為誘導(dǎo)效應(yīng)依次誘導(dǎo)傳遞的效應(yīng)，稱(chēng)為誘導(dǎo)效應(yīng)（Inductive effects)，通常用通常用“I I”表示。表示。 誘導(dǎo)效應(yīng)隨著碳鏈的增長(zhǎng)而減弱。誘導(dǎo)效應(yīng)隨著碳鏈的增長(zhǎng)而減弱。1.4.2 共價(jià)鍵的屬性共價(jià)鍵的屬性鍵長(zhǎng)與鍵能鍵長(zhǎng)與鍵能 反映了鍵的強(qiáng)度，即分子的熱穩(wěn)定性。反映了鍵的強(qiáng)度，即分子的熱穩(wěn)定性。 鍵角鍵角 反映了分子的空間形象（空間結(jié)構(gòu)）。反映了分子的空間形象（空間結(jié)構(gòu)）。鍵的極性鍵的極性 反映了分子的化學(xué)反應(yīng)活性，反映了分子的化學(xué)反應(yīng)活性， 并影響

27、它們的物理性質(zhì)。并影響它們的物理性質(zhì)。 1.4.3 共價(jià)鍵的斷裂和有機(jī)反應(yīng)的類(lèi)型共價(jià)鍵的斷裂和有機(jī)反應(yīng)的類(lèi)型a. 均裂均裂 (homolysis)-自由基型反應(yīng)自由基型反應(yīng)b. 異裂異裂 (heterolysis)-離子型反應(yīng)離子型反應(yīng)第一章第一章 緒緒 論論有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)有機(jī)化合物的特性有機(jī)化合物的特性分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子間相互作用力分子間相互作用力酸堿的概念酸堿的概念有機(jī)化合物的分類(lèi)有機(jī)化合物的分類(lèi)共價(jià)鍵共價(jià)鍵1.5 分子間相互作用力分子間相互作用力a. 偶極偶極- -偶極相互作用偶極相互作用 一個(gè)極性分子中帶有一個(gè)極性分子中帶有部分正電荷部分正電

28、荷的一端與另一個(gè)分子中帶的一端與另一個(gè)分子中帶有有部分負(fù)電荷部分負(fù)電荷的一端之間的吸引作用。的一端之間的吸引作用。CORRCORR+-b. 范德華范德華 (van der Waals) 力力-吸引力和斥力吸引力和斥力 非極性分子中非極性分子中瞬間偶極瞬間偶極和和誘導(dǎo)偶極誘導(dǎo)偶極之間相反電荷之間的之間相反電荷之間的相互吸引力。相互吸引力。1.5 分子間相互作用力分子間相互作用力c. 氫鍵氫鍵 氫原子在氫原子在兩個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)兩個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間形成橋梁，這樣形的原子之間形成橋梁，這樣形成的鍵，稱(chēng)為成的鍵，稱(chēng)為氫鍵。氫鍵。H3COHOCH3H許多化合物的物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和許多化合物的物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和立體結(jié)構(gòu)均與氫鍵有關(guān)立體結(jié)構(gòu)均與氫鍵有關(guān)CH3OH : M = 32, 沸點(diǎn)沸點(diǎn)(b.p.) = 65, , 易溶于水易溶于水C2H6 : M = 30, 沸點(diǎn)沸點(diǎn)(b.p.) = - 88.6, , 不溶于水不溶于水氫鍵氫鍵 偶極偶極- -偶極之間的吸引力偶極之間的吸引力 van der Waals力力第一章