有機化學第二版第一章徐偉亮課件

48學時4/8/20231

第一章緒論1.1有機化合物和有機化學1.2有機化合物的特性1.3分子結構和結構式(掌握表示方法!)1.4共價鍵:1.4.1共價鍵的形成(價鍵理論;軌道雜化Csp3;分子軌道理論)1.4.2共價鍵的屬性(鍵長;鍵能;鍵角;鍵的極性和誘導效應I)1.4.3共價鍵的斷裂和有機反應的類型;1.5有機化合物的分類:1.5.1按碳架分類;1.5.2按官能團分類1.6有機化合物的研究程序1.7如何學好有機化學重點邑大學五WuyiUniversity4/8/20232有機化學

五.有機物研究程序、有機知識應用—創(chuàng)新意識、能力培養(yǎng)。第一章緒論本章作為課程導言，其中心課題是討論以下三個層面、五大問題一.有機化合物和有機化學—了解有機物產生歷史和有機化學學科形成、發(fā)展以及重要作用和地位。二.有機分子結構及表示方法三.共價鍵四.有機化合物的分類重要基本知識!邑大學五WuyiUniversity4/8/20233有機化學

1769年，從葡萄汁中得到了純的酒石酸；1773年，從尿中得到了尿素；

1780年，從酸奶中得到了乳酸；

1805年，從鴉片中得到了嗎啡。1806年，瑞典化學權威Berzelius提出了“生命力學說”——從有生命動植物體內得到的化合物稱為有機化合物。邑大學五WuyiUniversity4/8/20235有機化學

JakobBerzelius(1779-1848)邑大學五WuyiUniversity4/8/20236有機化學

生命論與早期的有機化學（1828年之前）有機化合物最早的有機化合物來自于動植物體（有機體）生命論(Vitalism)認為：有機化合物只能由有機體產生。無機化合物則存在于無生命的礦藏中，同時也可由有機體產生。邑大學五WuyiUniversity4/8/20237有機化學

ANIMALS邑大學五WuyiUniversity4/8/20239有機化學

MICROBES邑大學五WuyiUniversity4/8/202310有機化學

1828年，F(xiàn)riedrichW?hler(1800-1882)wasachemistryprofessorinG?ttingen.將氰酸銨的水溶液加熱得到了尿素。邑大學五WuyiUniversity4/8/202311有機化學

1845年，德國科學家H.Kolbe

（1816-1884）合成了醋酸；

邑大學五WuyiUniversity4/8/202313有機化學1854年，MarcellinBerthelot（1827-1907）Paris,France合成了油脂類物質。4/8/202314有機化學

有機化學（OrganicChemistry）——研究有機化合物的結構和性質的科學

有機化合物——

含碳的化合物HCNOFPSClBrISiB有機化合物中常見的元素邑大學五WuyiUniversity4/8/202315有機化學

1.2有機化合物的特性1.3分子結構和結構式分子(molecules):組成的原子按一定的排列順序相互影響、相互作用而結合的整體分子結構(molecularstructures):原子排列的順序和相互作用邑大學五WuyiUniversity共價鍵結合有機化合物數(shù)量龐大，異構現(xiàn)象普遍易燃燒熔點較低難溶于水，易溶于有機溶劑反應速率一般較小4/8/202317有機化學

分子式(molecularformulas):表示組成分子的原子種類和數(shù)目C2H6OCH3CH2OHCH3OCH3乙醇二甲醚分子結構式(molecularstructuralformulas):表示分子中原子連接的順序表示方式：鍵線式(bond-lineformulas):CH3CH2CH2CH3邑大學五WuyiUniversity短線式(dashformulas):縮簡式(condensedformulas):4/8/202318有機化學

邑大學五WuyiUniversity有機化合物結構的常用表達方式Lewis電子式價鍵式縮寫式甲烷乙烯乙炔單鍵雙鍵叁鍵4/8/202319有機化學

1.4共價鍵(covalentbonds)：有機化合物中典型的化學鍵：共價鍵有機化合物的共同結構特征：共價鍵結合邑大學五WuyiUniversity由兩個原子間共用一對電子產生的化學鍵。Keculé價鍵式惰性氣體構型甲烷4/8/202321有機化學Kekulé,FriedrichAugust(1829-1896)德國波恩大學教授。4/8/202322有機化學

1916:Lewis結構式最外層電子：H:2電子；其它原子:8電子類似于氖的穩(wěn)定結構。乙烯乙炔八隅體規(guī)則(octetrule)邑大學五WuyiUniversity4/8/202323有機化學

邑大學五WuyiUniversity1.4.1共價鍵的形成-1916:Lewis電子配對(1)價鍵理論(valencebondtheory)是成鍵原子的原子軌道(電子云)相互交蓋的結果HH+氫原子s軌道HH=氫分子軌道交蓋4/8/202325有機化學

成鍵電子處于成鍵原子之間—定域觀點共價鍵的方向性—除s軌道外,其它從伸展方向交蓋共價鍵的飽和性—一個原子的每一個未成對電子只能形成一個共價鍵-故價鍵理論稱為電子配對法價鍵理論的局限性邑大學五WuyiUniversity4/8/202326有機化學

甲烷(CH4)的成鍵示意s鍵軸對稱方式交疊邑大學五WuyiUniversity4/8/202329有機化學

(b)sp2雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組

3個sp2軌道2pz平面型邑大學五WuyiUniversity4/8/202330有機化學

乙烯(CH2=CH2)的成鍵示意p鍵側面交疊（電子云結合較松散）邑大學五WuyiUniversity4/8/202331有機化學

(c)sp雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組sp

2py

2pz直線型邑大學五WuyiUniversity4/8/202332有機化學

乙炔(CHCH)的成鍵示意:邑大學五WuyiUniversity4/8/202333有機化學

1.4.2共價鍵的特性

（1）鍵長（BondLength）分子中成鍵兩原子間的平均距離。邑大學五WuyiUniversity4/8/202334有機化學

表1.1常見共價鍵的鍵長共價鍵鍵長/nm共價鍵鍵長/nm共價鍵鍵長/nmC-H0.109C=C0.134C=C0.120C-C0.154C=N0.128CN0.116C-N0.147C=O0.120H-N0.107C-O0.141H-O0.096C-F0.142C-Cl0.177C-Br0.191C-I0.213鍵長數(shù)據可通過分子光譜或單晶體X-射線衍射等實驗手段測得，還可用量子力學的近似方法，從已知熱力學數(shù)據算得。邑大學五WuyiUniversity4/8/202335有機化學

（2）鍵角(bondangle)：兩個共價鍵之間的夾角稱之。鍵角數(shù)據也是通過分子光譜和X-射線衍射法確定的。邑大學五WuyiUniversity4/8/202336有機化學（3）鍵能(bondenergy)形成共價鍵時體系釋放的能量，或斷裂共價鍵時體系吸收的能量。鍵能反映了共價鍵的強度，鍵能越大則鍵越牢固。氣態(tài)雙原子分子鍵能也是離解能；多原子分子鍵能與離解能不完全一致。邑大學五WuyiUniversity4/8/202337有機化學

表1.2一些共價鍵的鍵能共價鍵鍵能/kJ·mol-1共價鍵鍵能/kJ·mol-1CH4各C-H鍵Ed分別為:423;439;448；347.平均為414邑大學五WuyiUniversity4/8/202338有機化學

（4）鍵的極性δ+δ-CH3→Cl非極性共價鍵（nonpolarbond）：當兩個相同原子形成共價鍵時，成鍵電子云是對稱分布于兩原子之間，這樣的鍵沒有極性，稱非極性共價鍵。極性共價鍵（polarizedcovalentbond）兩個不同的原子結合形成共價鍵時，成鍵電子云不完全對稱而呈現(xiàn)極性的共價鍵，稱極性共價鍵，如：邑大學五WuyiUniversity4/8/202339有機化學

常見共價鍵的偶極矩共價鍵u/10-30C.m共價鍵u/10-30C.m共價鍵u/10-30C.mH-C

1.33C-N0.73C=O7.67H-N4.34C-O2.47CN11.67H-O5.04C-S3.00H-S2.72C-F4.70H-Cl3.60C-Cl4.78H-Br2.60C-Br4.60H-I1.27C-I3.97極性共價鍵的電荷分布不均勻，正、負電中心不相重疊，就構成了一個偶極，偶極的大小由偶極矩μ表示。邑大學五WuyiUniversity4/8/202340有機化學電負性值相差越大，共價鍵的極性也越大。

物性:熔點、沸點、溶解度…※分子極性對都有影響

化性:化學反應性多原子分子的偶極矩——各鍵的偶極矩的向量和邑大學五WuyiUniversity4/8/202341有機化學

1.4.3共價鍵的斷裂和有機反應的類型

（1）均裂

斷裂時，組成該鍵的兩個原子各保留一個電子，自由基反應。A:B→A·＋B·（2）異裂

斷裂時，組成該鍵的一對電子完全轉移到一個原子上，離子型反應。A:B→A＋＋:B－A:B→:A－＋B＋邑大學五WuyiUniversity4/8/202342有機化學

（3）協(xié)同反應在反應過程中無明顯的分布的共價鍵均裂或異裂，而是通過一個環(huán)狀過渡態(tài)，舊鍵的斷裂和新鍵的生成同時完成。邑大學五WuyiUniversity4/8/202343有機化學

1.5有機化合物的分類

1.5.1按碳架分類

按碳架分類鏈形化合物環(huán)形化合物（脂肪族化合物）碳環(huán)化合物雜環(huán)化合物芳環(huán)化合物脂環(huán)化合物脂雜環(huán)化合物芳雜環(huán)化合物邑大學五WuyiUniversity4/8/202344有機化學

邑大學五WuyiUniversity4/8/202345有機化學

1.5.2按功能團分類邑大學五Wuyi