有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第1頁(yè)/共49頁(yè)

有機(jī)化學(xué)（OrganicChemistry）

——研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的科學(xué)

有機(jī)化合物——

含碳的化合物一.有機(jī)化學(xué)和有機(jī)化合物HCNOFPSClBrISiB有機(jī)化合物中常見的元素第2頁(yè)/共49頁(yè)

生命論與早期的有機(jī)化學(xué)（1828年之前）有機(jī)化合物最早的有機(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)生命的礦藏中，同時(shí)也可由有機(jī)體產(chǎn)生。第3頁(yè)/共49頁(yè)FriedrichW?hler(German)的實(shí)驗(yàn)(1828)由腈酸銨（無(wú)機(jī)物）制得尿素（有機(jī)物）inorganicorganic第4頁(yè)/共49頁(yè)

有機(jī)化合物的特點(diǎn)：

1.對(duì)熱不穩(wěn)定，易燃燒（極少數(shù)例外）

2.熔點(diǎn)較低（一般在250oC以下）

3.易溶解于有機(jī)溶劑中，難溶于水。

4.同分異構(gòu)體較多甲醚乙醇第5頁(yè)/共49頁(yè)二.有機(jī)化合物的基本結(jié)構(gòu)

有機(jī)分子中的化學(xué)鍵——共價(jià)鍵碳是四價(jià)的碳與碳之間可以成鍵，形成復(fù)雜化合物直鏈帶側(cè)鏈環(huán)狀第6頁(yè)/共49頁(yè)三.經(jīng)典結(jié)構(gòu)理論

八隅體(Octet)：原子總是傾向獲得與惰性氣體相同的價(jià)電子排布(價(jià)電子層達(dá)到8個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu))

離子鍵(ionicbond)：原子間通過電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的正負(fù)離子相互結(jié)合而成鍵共價(jià)鍵(covalentbond)：原子間通過共用電子對(duì)相互結(jié)合而成鍵（電子共享）第7頁(yè)/共49頁(yè)C:1s22s22p2

最外層4個(gè)價(jià)電子中等電負(fù)性可通過與其它原子共享電子滿足八隅體（成共價(jià)鍵）單鍵

——

由一對(duì)共享電子形成的鍵雙鍵

——

由兩對(duì)共享電子形成的鍵叁鍵

——

由三對(duì)共享電子形成的鍵第8頁(yè)/共49頁(yè)

有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的常用表達(dá)方式Lewis電子式價(jià)鍵式縮寫式甲烷乙烯乙炔單鍵雙鍵叁鍵第9頁(yè)/共49頁(yè)氯甲烷乙醇丙酮Lewis電子式價(jià)鍵式縮寫式第10頁(yè)/共49頁(yè)四.雜化軌道理論與有機(jī)分子結(jié)構(gòu)

原子軌道理論（s軌道、p軌道）共價(jià)鍵：兩個(gè)帶有自旋反平行單電子軌道的交疊（s

鍵和p

鍵）雜化軌道理論：成鍵之前原子軌道進(jìn)行了重組四面體型分子平面型分子直線型分子C-H鍵長(zhǎng)度相等有一根鍵較活潑有兩根鍵較活潑第11頁(yè)/共49頁(yè)2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組4個(gè)sp3軌道C:1s22s22p2

碳原子的幾種軌道雜化

sp3雜化四面體型第12頁(yè)/共49頁(yè)

甲烷(CH4)的成鍵示意s鍵軸對(duì)稱方式交疊第13頁(yè)/共49頁(yè)

sp2雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組

3個(gè)sp2軌道2pz平面型第14頁(yè)/共49頁(yè)

乙烯(CH2=CH2)的成鍵示意p鍵側(cè)面交疊（電子云結(jié)合較松散）第15頁(yè)/共49頁(yè)

sp雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組sp

2py

2pz直線型第16頁(yè)/共49頁(yè)乙炔(CHCH)的成鍵示意:第17頁(yè)/共49頁(yè)分子軌道的概念及類型第18頁(yè)/共49頁(yè)第19頁(yè)/共49頁(yè)第20頁(yè)/共49頁(yè)

原子軌道線形組合成分子軌道。當(dāng)兩個(gè)等價(jià)原子軌道組合時(shí)，總是形成兩個(gè)新的分子軌道，一個(gè)是能量比原子軌道低的成鍵軌道，另一個(gè)是能量比原子軌道高的反鍵軌道。

σ軌道：當(dāng)兩個(gè)原子軌道沿著鍵軸方向?qū)ΨQ重疊時(shí)，可形成兩個(gè)σ-鍵的分子軌道。對(duì)稱性相同的原子軌道形成σ-成鍵軌道，對(duì)稱性不同的原子軌道形成σ*成鍵軌道。

π軌道：當(dāng)兩個(gè)P軌道側(cè)面重疊時(shí)，可形成兩個(gè)π分子軌道。分子中形成雙鍵的軌道。對(duì)稱性相同的P軌道形成成鍵π軌道。對(duì)稱性不同的P軌道形成反鍵π*軌道。

第21頁(yè)/共49頁(yè)五.有機(jī)化合物的幾何形象與立體結(jié)構(gòu)化學(xué)

烷烴：四面體型第22頁(yè)/共49頁(yè)第23頁(yè)/共49頁(yè)用鍵線式簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)式省略了什么？第24頁(yè)/共49頁(yè)烯烴：平面型第25頁(yè)/共49頁(yè)炔烴：直線型第26頁(yè)/共49頁(yè)六.有機(jī)化合物分類

按碳架分類

鏈狀化合物

環(huán)狀化合物

直鏈

支鏈

碳環(huán)

雜環(huán)芳環(huán)不飽和飽和第27頁(yè)/共49頁(yè)按有機(jī)官能團(tuán)分類還原硝基苯C6H5NO2硝基化合物親核加成乙腈CH3CN腈化物堿或親核試劑乙胺CH3CH2NH2胺含氮有機(jī)物親核取代、消除氯乙烷CH3CH2Cl鹵代物芳香親電取代苯芳烴親電加成丁二烯CH2=CHCH=CH2二烯親電加成乙炔HCCH炔烴親電加成乙烯CH2=CH2烯烴自由基取代乙烷CH3CH3烷烴碳?xì)浠衔锏湫头磻?yīng)類型名稱舉例第28頁(yè)/共49頁(yè)開環(huán)環(huán)氧乙烷環(huán)氧化合物乙醚CH3CH2OCH2CH3醚芳香親電取代苯酚C6H5OH酚親核取代N-甲基乙酰胺CH3CONH(CH3)酰胺親核取代乙酸乙酯CH3COOCH2CH3酯親核取代乙酸酐(CH3CO)2O酸酐親核取代乙酰氯CH3COCl酰鹵羧酸衍生物親核加成、取代乙酸CH3COOH羧酸親核加成丙酮CH3COCH3酮親核加成乙醛CH3CHO醛親核取代、消除乙醇CH3CH2OH醇含氧有機(jī)物典型反應(yīng)類型名稱舉例分類（續(xù)）親核取代、消除第29頁(yè)/共49頁(yè)第30頁(yè)/共49頁(yè)第31頁(yè)/共49頁(yè)第32頁(yè)/共49頁(yè)第33頁(yè)/共49頁(yè)第34頁(yè)/共49頁(yè)第35頁(yè)/共49頁(yè)第36頁(yè)/共49頁(yè)第37頁(yè)/共49頁(yè)第38頁(yè)/共49頁(yè)第39頁(yè)/共49頁(yè)第40頁(yè)/共49頁(yè)第4