第二講有機(jī)化學(xué)基本理論

第二講有機(jī)化學(xué)基本理論第1頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月各種狀態(tài)的電子云的分布形狀：s電子云px

py

pzp電子云第2頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月dyzdxydxzdz2dx2-y2第3頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月多電子原子近似能級(jí)圖的特點(diǎn)：

近似能級(jí)圖是按原子軌道的能量高低而不是按原子軌道離核的遠(yuǎn)近順序排列起來。把能量相近的能級(jí)劃為一組，稱為能級(jí)1s第一能級(jí)組2s2p第二能級(jí)組3s3p第三能級(jí)組4s3d4p第四能級(jí)組5s4d5p第五能級(jí)組6s4f5d6p第六能級(jí)組7s5f6d7p第七能級(jí)組在能級(jí)圖中可以看到：相鄰的兩個(gè)能級(jí)組之間的能量差較大，而在同一能級(jí)組中各能級(jí)的能量差較小。第5頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月一、核外電子層結(jié)構(gòu)的原則能量最低原理堡里不相容原理（奧地利科學(xué)家）洪特（Hund）規(guī)則（德國科學(xué)家）第6頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月能量最低原理

多電子原子在基態(tài)時(shí)，核外電子總是盡可能分布到能量最低的軌道，這稱為能量最低原理。

第7頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月堡里不相容原理a)每一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子只能有一個(gè)。b)由于每一個(gè)原子軌道包括兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以每一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)自旋不同的電子。c)因?yàn)閟、p、d、f各分層中原子軌道數(shù)為1、3、5、7所以各分層中相應(yīng)最多只能容納2、6、10、14個(gè)電子。d)每個(gè)電子層原子軌道的總數(shù)為n2個(gè)，因此，各電子層中電子的最大容量為2n2個(gè)。第8頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月洪特（Hund）規(guī)則

電子分布到能量相同的等價(jià)軌道時(shí)，總是盡先以自旋相同的方向，單獨(dú)占領(lǐng)能量相同的軌道。

例:

7N

2s2p1s

第9頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月作為洪特規(guī)則的特例，等價(jià)軌道：全充滿p6、d10、f14半充滿p3、d5、f7全空p0、d0、f0的結(jié)構(gòu)狀態(tài)比較穩(wěn)定例：19號(hào)K1s22s22p63s23p64s1

原子實(shí)結(jié)構(gòu)式為[Ar]4s124號(hào)Cr[Ar]3d54s1第10頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月核外電子的排布（原子的電子層結(jié)構(gòu)）

1 HHydrogen 氫 1s1

*

2HeHelium 氦 1s2

3LiLithium鋰 1s22s1

4 BeBeryllium 鈹 1s22s2

5 B Boron 硼 1s22s22p1**6 C Carbon 碳 1s22s22p2

7 N Nitrogen 氮 1s22s22p3

8 O Oxygen 氧 1s22s22p4

9 F Fluorine 氟 1s22s22p5

10 Ne Neon 氖 1s22s22p6原子序數(shù)電子軌道圖元素符號(hào)英文名稱中文名稱電子結(jié)構(gòu)式第11頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月11 Na Sodium鈉 1s22s22p63s112 Mg Magnesium鎂1s22s22p63s213 Al Aluminium鋁1s22s22p63s23p114 Si Silicon 硅1s22s22p63s23p215P Phosphorus磷1s22s22p63s23p316Si Sulfur 硫1s22s22p63s23p417 Cl Chlorine 氯1s22s22p63s23p518Ar Argon 氬1s22s22p63s23p6原子序數(shù)元素符號(hào)英文名稱中文名稱電子結(jié)構(gòu)式第12頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

*

[Ar]原子實(shí)，表示Ar的電子結(jié)構(gòu)式1s22s22p63s23p6。原子實(shí)后面是價(jià)層電子，即在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生變化的電子。

**雖先排4s后排3d，但電子結(jié)構(gòu)式中先寫3d，后寫4s

**

21 Sc Scandium 鈧 [Ar]3d14s222 Ti Titanium鈦 [Ar]3d24s223 V Vanadium釩 [Ar]3d34s2

24

Cr Chromium鉻[Ar]3d54s1

25 MnManganese錳[Ar]3d54s226 Fe Iron鐵 [Ar]

3d64s227 Co Cobalt 鈷[Ar]

3d74s228 Ni Nickel 鎳 [Ar]

3d84s2

*19 K Potassium 鉀[Ar]4s120 Ca Calcium 鈣 [Ar]4s2

第13頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月氮原子核外有7個(gè)電子，核外電子排布為:1s22s22p3簡寫為[He]2s22p3

Ca（Z=20）：練習(xí)：1s22s22p63s23p64s2簡寫為[Ar]4s2

Si（Z=14）：1s22s22p63s23p2簡寫為[Ne]3s23p2

第14頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月二、價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn)（共價(jià)鍵）：

a）原子中自旋方向相反的未成對(duì)電子相互接近時(shí)，可相互配對(duì)形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵。例2pNN2pN2

:N≡N:飽和性:原子有幾個(gè)未成對(duì)的價(jià)電子,就可能與幾個(gè)自旋方向相反的電子配對(duì)成鍵。例如：H－H、Cl－Cl、H－O－H、N≡N等。共價(jià)鍵具有飽和性。第15頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月共價(jià)鍵特征在特定的條件下，有的成對(duì)的價(jià)電子能被拆開為單電子參與成鍵。例S3s3p3d3s3p3d[·S·]+6[·F:]→F–S–F¨¨¨¨FF\//\FFPCl5的形成第16頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月b）原子軌道的最大重疊原理，原子軌道相互重疊，且總是沿著重疊最多的方向進(jìn)行，這樣形成的共價(jià)鍵最牢固。因?yàn)殡娮舆\(yùn)動(dòng)具有波動(dòng)性，原子軌道重疊時(shí)必須考慮到原子軌道的“＋”、“－”號(hào)，只有同號(hào)的兩個(gè)原子軌道才能發(fā)生有效重疊。共價(jià)鍵具有方向性。

方向性:為滿足最大重疊原理，成鍵時(shí)原子軌道只能沿著軌道伸展的方向重疊。第17頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月s-s、s-p、px-px、py-py、pz-pz軌道最大重疊示意圖第18頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月原子軌道的重疊原子軌道重疊的對(duì)稱性匹配原則只有當(dāng)原子軌道對(duì)稱性相同的部分重疊，原子間的概率密度才會(huì)增大,形成化學(xué)鍵。兩原子軌道以對(duì)稱性相同的部分(即“+”與{“+”、“-”與“-”)重疊時(shí)，可以成鍵。+第19頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月兩原子軌道以對(duì)稱性不同的部分(即“+”與“-”)重疊時(shí)，原子間的概率密度幾乎等于零，不能成鍵。第20頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月共價(jià)鍵的類型共價(jià)鍵的類型共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵強(qiáng)極性鍵：如H-Cl弱極性鍵：如H-I非極性共價(jià)鍵：如H-H、Cl-Cl按鍵是否有極性分：按原子軌道重疊部分的對(duì)稱性分：σ鍵、π鍵、δ鍵第21頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月σ鍵：原子軌道以“頭碰頭”的形式重疊所形成的鍵。σs-pσs-sσp-p對(duì)鍵軸(x軸)具有圓柱形對(duì)稱性

xxx第22頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月π鍵：原子軌道以“肩對(duì)肩”的形式重疊所形成的鍵。對(duì)xy平面具有反對(duì)稱性

zzxyyπpz-pz即重疊部分對(duì)xy平面的上、下兩側(cè)，形狀相同、符號(hào)相反。第23頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月例N2:N—N:····價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式：N≡N分子結(jié)構(gòu)式：NNσxπyπz化學(xué)鍵示意圖σ電子：形成σ鍵的電子π電子：形成π鍵的電子第24頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月如：在有機(jī)物中碳原子的化合價(jià)為什么不是2價(jià)而是4價(jià)?雜化軌道理論認(rèn)為,在形成分子的瞬間,碳原子首先從基態(tài)吸收能量,經(jīng)電子躍遷到激發(fā)態(tài):2px2py2pz2px2py2pz

2s2s

基態(tài)碳原子激發(fā)態(tài)碳原子此激發(fā)態(tài)碳原子還要進(jìn)一步發(fā)生軌道雜化—混合再平均分配,也就是由激發(fā)態(tài)的2s軌道和2p軌道以不同的組合方式相互作用形成雜化軌道.躍遷三、雜化軌道理論Sp3雜化軌道第25頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月雜化軌道的類型：①sp雜化：一個(gè)s軌道和一個(gè)p軌道進(jìn)行sp雜化，組合成兩個(gè)sp雜化軌道，每個(gè)雜化軌道含有1/2S和1/2P的成分，兩個(gè)雜化軌道間的夾角為180°，呈直線型。如BeCl2分子。

sp成鍵sp-p第26頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月Be原子的2個(gè)原子軌道2個(gè)sp雜化軌道雜化成鍵Cl—Be—ClBeCl2分子（直線型）BeCl2分子形成過程示意圖第27頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月②sp2雜化：一個(gè)s軌道和兩個(gè)p軌道雜化，每個(gè)雜化軌道都含有1/3S和2/3P的成分，雜化軌道間的夾角為120°，呈平面三角形。如BF3分子。

sp2成鍵sp2-p第28頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月B原子3個(gè)原子軌道3個(gè)SP2雜化軌道BF3分子（平面三角形）BF3分子形成過程示意圖第29頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月③sp3雜化:由一個(gè)s軌道和三個(gè)p軌道組合而成，每個(gè)雜化軌道含有1/4S和3/4P的成分。雜化軌道間的夾角為109°28’，空間構(gòu)型為四面體型。如CH4分子。sp3-Ssp3成鍵第30頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月C的4個(gè)原子軌道CH4分子（四面體形）CH4分子的形成過程示意圖第31頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月除s-p雜化以外，還有d軌道參加的sp3d和sp3d2雜化軌道等（如PCl5分子和SF6分子）

PCl5分子和SF6分子的空間構(gòu)型第32頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月④等性雜化與不等性雜化。等性雜化：CH4分子中C原子采取sp3雜化，四個(gè)sp3雜化軌道全部用來與氫的1s軌道成鍵，每個(gè)雜化軌道都是等同的，具有完全相同的特性。不等性雜化：由于孤對(duì)電子的存在而造成的各個(gè)雜化軌道不等同。第33頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月形成H2O分子時(shí)，O原子也采取sp3雜化，在四個(gè)sp3雜化軌道中，有兩個(gè)雜化軌道被兩對(duì)孤對(duì)電子所占據(jù)，剩下的兩個(gè)雜化軌道為兩個(gè)成單電子占據(jù)，與兩個(gè)H原子的1s軌道形成兩個(gè)共價(jià)單鍵。因此，H2O分子的空間構(gòu)型為V型結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于占據(jù)兩個(gè)sp3雜化軌道的兩對(duì)孤對(duì)電子之間排斥作用較大，使兩個(gè)O－H鍵間的夾角不是109°28’而是104.5°。同樣，NH3分子形成過程中，N原子也采取sp3不等性雜化，由于N原子的一對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)了一個(gè)sp3雜化軌道，NH3分子的空間構(gòu)型為三角錐型，N－H鍵之間的夾角為107°18。第34頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月H2O分子和NH3的空間構(gòu)型第35頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月1.原子在成鍵時(shí)狀態(tài)變化——價(jià)電子激發(fā)——成鍵原子軌道“混雜”——重新組合成——形成雜化軌道。2.雜化條件——軌道能級(jí)相近。3.雜化前原子軌道數(shù)＝組合后雜化軌道數(shù)。形狀葫蘆形，一頭大，一頭小。4.雜化軌道成鍵能力>原未雜化軌道的成鍵能力，形成的化學(xué)鍵鍵能大，生成的分子更穩(wěn)定。5.中心原子雜化——雜化軌道形成σ鍵雜化軌道理論小結(jié)：第36頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月雜化軌道的類型與分子空間構(gòu)型雜化類型spsp2sp3dsp2sp3d2參與雜化原子軌道數(shù)目23446雜化軌道的數(shù)目23446雜化軌道間的夾角180°120°109.5°90°180°90°180°空間構(gòu)型直線平面三角四面體平面正方八面體雜化軌道成鍵能力軌道成鍵能力——————>

實(shí)例

BeCl2CO2HgCl2Ag(NH3)2+BF3BCl3COCl2NO32-CO32-CH4CCl4CHCl3SO42-ClO4-PO43-Ni(H2O)42+Ni(NH3)42+Cu(NH3)42+CuCl42-SF6SiF62-第37頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)1.甲烷2.乙烯3.乙炔4.苯5.1，3-丁二烯6.醇7.酚8.醚9.醛酮10.羧酸11.第38頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月CH4的空間構(gòu)型為正四面體C：2s22p2SP3雜化—飽和碳原子、四面體碳

-鍵第39頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月sp3第40頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月SP2雜化—雙鍵碳原子、平面碳-鍵乙烯的形成sp2sp2雜化第41頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月CCHHHH第42頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月SP雜化—叁鍵碳原子、積累雙鍵碳、線型碳⊥

sp乙炔的形成第43頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

四個(gè)C-Hσ鍵六個(gè)C-Hσ鍵一個(gè)C-Cσ鍵一、烷烴的結(jié)構(gòu)第45頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月二.烯烴的結(jié)構(gòu)

官能團(tuán)：C=C（πσ鍵）；

=Csp2;五個(gè)σ鍵在同一個(gè)平面上；π電子云分布在平面的上下方。第46頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月三、炔烴的結(jié)構(gòu)一個(gè)鍵兩個(gè)鍵

第47頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月隨S成分增加,碳碳鍵長縮短；隨S成分增加,碳原子電負(fù)性增大。第48頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月平面分子;P軌道垂直于平面且彼此相互平行,重疊;C1-C2,C3-C4雙鍵C2-C3部分雙鍵。大鍵。共軛共軛鍵與鍵的重疊，使電子離域體系穩(wěn)定。p-共軛p軌道與鍵的重疊，使電子離域體系穩(wěn)定。四、共軛二烯第49頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月五.苯的結(jié)構(gòu)Csp2,C-C

鍵和C-H鍵;

p軌道,鍵；電子云分布在平面上下；環(huán)閉共軛體系；能量降低穩(wěn)定、鍵長平均化。第50頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月六、醇的結(jié)構(gòu)O發(fā)生sp3不等性雜化：第51頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月p-共軛

①苯環(huán)上電子云密度增加；②酚羥基氫的離解能力增強(qiáng)。七、酚的結(jié)構(gòu)第52頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月八、醚的結(jié)構(gòu)第53頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月RR九、醛酮的結(jié)構(gòu)第54頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月十、羧酸的結(jié)構(gòu)

兩個(gè)碳氧鍵鍵長不同四電子三中心的分子軌道

兩個(gè)碳氧鍵鍵長等同。第55頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月十一、芳香胺氮原子為不等性的sp3雜化。(具有某些sp2特征)第56頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月1.分子軌道由原子軌道線性組合而成

分子軌道由原子軌道線性組合而成。分子軌道的數(shù)目與參與組合的原子軌道數(shù)目相等。

*MO反鍵σ*

EAOAOMO

MO成鍵σ+±+H2中的兩個(gè)H，有兩個(gè)

1s，可組合成兩個(gè)分子軌道：

MO=c1

1+c2

2，

*

MO=c1

1－c2

2++－四、分子軌道理論第57頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩個(gè)s軌道只能“頭對(duì)頭”組合成σ分子軌道

MO

和

*MO。組合成的

MO

和

*MO的能量總和與原來2個(gè)原子軌道

AO（2個(gè)s軌道）的能量總和相等。

成鍵軌道在核間無節(jié)面，反鍵軌道在核間有節(jié)面?！捆业哪芰勘華O低，稱為成鍵軌道，σ*比AO高，稱為反鍵軌道。當(dāng)原子沿x軸接近時(shí)，px與px頭對(duì)頭組合成σ

和σ*

。σ*+σ第58頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月±π*p

反鍵核間有節(jié)面πp

成鍵

π軌道有通過兩核連線的節(jié)面，σ軌道沒有。同時(shí)py和py，pz和pz分別肩并肩組合成π*

，π

和π*

，π

分子軌道。第59頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月π鍵和σ鍵第60頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月第61頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月2.線性組合三原則a)對(duì)稱性一致原則對(duì)核間連線呈相同的對(duì)稱性的軌道可以進(jìn)行線性組合。除上述的s－s，p－p之外，還有s－px沿x方向的組合，兩者的對(duì)稱性一致。組成σ分子軌道。spx++dxypy

++++py－dxy沿x方向，也可以組合成有效的π分子軌道。第62頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

b)能量相近原則

H1s－1312kJ·mol－1Na3s－496kJ·mol－1O2p－1314kJ·mol－1Cl3p－1251kJ·mol－1(以上數(shù)據(jù)根據(jù)

I1

值估算）

c)最大重疊原理在對(duì)稱性一致、能量相近的基礎(chǔ)上，原子軌道重疊越大，越易形成分子軌道，或說共價(jià)鍵越強(qiáng)。左面3個(gè)軌道能量相近，彼此間均可組合，形成分子軌道；但Na3s比左面3個(gè)軌道的能量高許多，不能與之組合。

實(shí)際上Na與H，Cl，O一般不形成共價(jià)鍵，只以離子鍵相結(jié)合。第63頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月3.分子軌道能級(jí)圖分子軌道的能量與組成它的原子軌道的能量相關(guān)，能量由低到高組成分子軌道能級(jí)圖，（在后面，結(jié)合具體例子講解）。4.分子軌道中的電子排布分子中的所有電子屬于整個(gè)分子。電子在分子軌道中依能量由低到高的次序排布。與在原子軌道中排布一樣，仍遵循能量最低原理，保里原理和洪特規(guī)則。同核雙原子分子1.分子軌道能級(jí)圖同核雙原子分子的分子軌道能級(jí)圖分為A圖和B圖兩種。A圖適用于O2，F(xiàn)2分子；B圖適用于B2，C2，N2等分子。第64頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月2p2p2s2s

2s*2s

1s*1sMO1s1sAOAOA圖*2*2*2

2

2

21s1s

1s*1s2s2s

2s*2sAO2p2pB圖MOAO*2*2*2

2

2

2第65頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月必須注意A圖和B圖之間的差別。2.電子在分子軌道中的排布

H2

分子軌道圖分子軌道式(

1s)2

*1s

1sMOAOAO1s1s

B圖2p2pA圖*2*2*2

2

2

22p2p*2*2*2

2

2

2第66頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

可用鍵級(jí)表示分子中鍵的個(gè)數(shù)鍵級(jí)=(成鍵電子數(shù)－反鍵電子數(shù))/2

H2分子中，鍵級(jí)=(2－0)/2=1（單鍵）

電子填充在成鍵軌道中，能量比在原子軌道中低。這個(gè)能量差就是分子軌道理論中化學(xué)鍵的本質(zhì)。分子軌道式(

1s)2

(*1s)2鍵級(jí)=(2－2)/2=0He2

分子軌道圖

AOAO1s1s

*1s

1sMO第67頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月He2＋的存在用價(jià)鍵理論不好解釋，沒有兩個(gè)單電子的成對(duì)問題。但用分子軌道理論則認(rèn)為有半鍵。這是分子軌道理論較現(xiàn)代價(jià)鍵理論的成功之處。分子軌道式(

1s)2(*1s)1鍵級(jí)=(2－1)/2=1/2半鍵He2＋分子離子由于填充滿了一對(duì)成鍵軌道和反鍵軌道，故分子的能量與原子單獨(dú)存在時(shí)能量相等，

鍵級(jí)為零。He之間無化學(xué)鍵，即He2分子不存在。

AOAO1s1s

*1s

1sMO第68頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月分子軌道理論很好地解釋了H2+離子的存在。這個(gè)離子分子的s-成鍵軌道里只有1個(gè)電子，鍵級(jí)等于0.5，仍可存在。這說明，量子化學(xué)的化學(xué)鍵理論并不受路易斯電子配對(duì)說的束縛，只要形成分子體系能量降低，就可形成分子，并非必須電子“配對(duì)”。第69頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

N2

分子軌道圖分子軌道能級(jí)圖為B圖鍵級(jí)=(6－0)/2=3，三鍵一個(gè)鍵，兩個(gè)鍵2p2p*2*2*2

2

2

21s1s

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2s*2sAOMOAO或簡寫成[Be2]()2

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2分子軌道式(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2

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2第70頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月O2

分子軌道圖分子軌道能級(jí)圖為A圖每個(gè)3電子鍵的鍵級(jí)為1/2。鍵級(jí)=(6－2)/2=2一個(gè)鍵

兩個(gè)3電子鍵雙鍵2p2p2s2s

2s*2s

1s*1sMO1s1sAOAO*2*2*2

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2分子軌道式(1s)2(*1s)2

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*2*2或簡寫成[Be2](

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*2*2第71頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月例:第二周期同核雙原子分子的分子軌道模型所謂第二周期同核雙原子分子，就是指Li2、Be2、B2、C2、N2、O2和F2(Ne2不存在，沒有包括在內(nèi))。第二周期同核雙原子分子的分子軌道能級(jí)圖第72頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月第二周期同核雙原子分子的分子軌道組態(tài)與基本性質(zhì)分子基態(tài)分子的分子軌道組態(tài)鍵級(jí)未成對(duì)電子數(shù)鍵能/Ev鍵長/pmLi2[He2]s2S2101.05267Be2[He2]s2S2s*2S2000.07-B2[He2]s2S2s*2S2p2px1p2py112≈3159C2[He2]s2S2s*2S2p2px2p2py2206.36124N2[He2]s2S2s*2S2p2px2p2py2s2p2309.90110O2[He2]s2S2s*2S2s2p2p2px2p2py2p*2px1p*2py1225.21121F2[He2]s2S2s*2S2s2p2p2px2p2py2p*2px2p*2py2101.65142第73頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月五、共振論共振論Doublebondtothisoxygen?Ortothisoxygen?Nitromethane為了解決經(jīng)典結(jié)構(gòu)式表示復(fù)雜的離域體系所產(chǎn)生的矛盾而提出的,是虛構(gòu)的,想象的.第74頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)于一個(gè)實(shí)際分子,并不是可能存在的共振結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)都是一樣的,而且是有些大,有些小.對(duì)于小的極限結(jié)構(gòu)可忽略不寫.即使寫出的可能極限結(jié)構(gòu)也未必都存在,另外分子的真實(shí)結(jié)構(gòu)只是這些可能的極限結(jié)構(gòu)的疊加.介于這些可能的極限結(jié)構(gòu)之中,或說共振于這些極限結(jié)構(gòu)之間.第75頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月書寫共振結(jié)構(gòu)式應(yīng)遵循的原則:一切極限結(jié)構(gòu)式必須是正確的經(jīng)典結(jié)構(gòu)式,必須符合書寫經(jīng)典結(jié)構(gòu)式的規(guī)則.同一化合物分子的不同極限結(jié)構(gòu)式之間,只存在電子的轉(zhuǎn)移,而不存在原子核的相對(duì)移動(dòng).同一化合物分子的一切極限結(jié)構(gòu)式必須保持相同的成對(duì)電子或未成對(duì)的孤電子.(但電荷分離的共振是可以的)同一化合物分子的不同極限結(jié)構(gòu)式的貢獻(xiàn)大小并不一樣.第76頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月六、芳香性休克爾規(guī)則苯的特征是具有芳香性（難加成、難氧化、易取代的性質(zhì)）。在1931年德國科學(xué)家休克爾（Hückel）通過分子軌道理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)，并非只有苯系列化合物才具有芳香性，并且提出了芳烴（包括非苯芳烴）應(yīng)符合的條件。休克爾規(guī)則：一個(gè)單環(huán)化合物，存在閉合電子離域體系，并且電子數(shù)符合4n+2規(guī)則，這樣的化合物就具有芳香性。（n=0、1、2‥‥‥）第77頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月苯和環(huán)辛四烯條件符合①單環(huán)②閉合電子離域體系③符合4n+2，n=1。故苯有芳香性。符合條件①和②，但電子數(shù)為8，不符合4n+2規(guī)則，所以環(huán)辛四烯是沒有芳香性的。只要符合修克爾規(guī)則，不論有多少個(gè)碳，都是有芳香性的。第78頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月常見的非苯芳香體系以上這些結(jié)構(gòu)不具有苯的六圓環(huán)結(jié)構(gòu)，但卻有與苯相似的芳香性。第79頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月十四輪烯十八輪烯第80頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月七、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中的酸堿概念1.一般所稱的酸堿是指布倫斯特定義的酸堿:

酸:凡是能給出(提供)質(zhì)子(H+)的物質(zhì).如CH3COOH

堿:凡是能接受(結(jié)合)質(zhì)子(H+)的物質(zhì).例CH3COOˉ

酸性(或堿性):是指它們給出(或接受)質(zhì)子的能力.2.路易斯(lewis)定義的酸堿:

lewis酸:凡是能接受外來電子對(duì)的物質(zhì).如H+、FeCl3一般具有空軌道.Lewis酸又稱為親電試劑.

lewis堿:凡是能給出電子對(duì)的物質(zhì).如OH－、NH3一般具有未共用電子對(duì)(孤對(duì)電子).Lewis堿又稱為親核試劑.第81頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

八、有機(jī)化合物的電子效應(yīng)電子效應(yīng)包含誘導(dǎo)效應(yīng)與共軛效應(yīng)。通過影響有機(jī)化合物分子中電子云的分布而起作用的。第82頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.誘導(dǎo)效應(yīng)

存在于不同的原子形成的極性共價(jià)鍵中如：

Xd-←Ad+在多原子分子中，這種極性還可以沿著分子鏈進(jìn)行傳遞

Xd-←Ad+←Bdd+←Cddd+

Yd+→Ad-→Bdd-→Cddd-由于原子或原子團(tuán)電負(fù)性的影響，引起分子中電子云沿σ鍵傳遞的效應(yīng)稱為誘導(dǎo)效應(yīng)。第83頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

這種效應(yīng)經(jīng)過三個(gè)原子后其影響就很小誘導(dǎo)效應(yīng)的方向，是以氫原子作為標(biāo)準(zhǔn)。用－I表示

Yd+→d-CR3H—CR3Xd-←d+CR3+I效應(yīng)比較標(biāo)準(zhǔn)－I效應(yīng)第84頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月比較標(biāo)準(zhǔn)：以H為標(biāo)準(zhǔn)常見的吸電子基團(tuán)（吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)用-I表示）NO2>CN>F>Cl>Br>I>C

C>OCH3>OH>C6H5>C=C>H常見的給電子基團(tuán)（給電子誘導(dǎo)效應(yīng)用+I表示）(CH3)3C>(CH3)2C>CH3CH2>CH3>H第85頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

共軛效應(yīng)傳統(tǒng)上認(rèn)為是存在于共軛體系中一種極性與極化作用的相互影響。本質(zhì)上共軛效應(yīng)是軌道離域或電子離域所產(chǎn)生的一種效應(yīng)。2.共軛效應(yīng)第86頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）π－πCH2=CH－CH=CH2CH2=CH－C≡N（2）p－πCH2=CH－CH2+CH2=CH－CH2－CH2=CH－CH2·（3）σ－πH3C－CH=CH2（4）σ－p(CH3)3C+(CH3)3C·共軛效應(yīng)一定存在于共軛體系中，共軛體系有以下幾類：第87頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月共軛效應(yīng)是通過π電子（或p電子轉(zhuǎn)移)沿共軛鏈傳遞，只要共軛體系沒有中斷，如π－π共軛體系只要共平面，其共軛效應(yīng)則一直可以沿共軛鏈傳遞至很遠(yuǎn)的距離。如：第88頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月定義：當(dāng)C-H鍵與鍵（或p電子軌道）處于共軛位置時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生電子的離域現(xiàn)象，這種C-H鍵電子的離域現(xiàn)象叫做超共軛效應(yīng)。在超共軛體系中，電子偏轉(zhuǎn)的趨向用弧型箭頭表示。-超共軛-p超共軛超共軛效應(yīng)第89頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月

在共軛體系中，凡是能夠給出電子（推電子）的原子或基團(tuán)，具有正共軛效應(yīng)，用+C表示；+C效應(yīng)多出現(xiàn)在p－π共軛體系中比較常見。如在苯酚、苯胺分子中，OH、NH2具有強(qiáng)+C效應(yīng)第90頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月-C效應(yīng)在π－π共軛體系中比較常見。如在α,β－不飽和羧酸及不飽和腈中。―COOH與―C≡N都具有強(qiáng)的-C效應(yīng)。凡是具有吸引電子效應(yīng)的原子或基團(tuán)，稱其具有負(fù)共軛效應(yīng)，用-C表示。第91頁，課件共98頁，創(chuàng)作于2023年2月具有+C效應(yīng)的基團(tuán)：―O-―NR2―NHR―NH2―OR―OH―NHCOR―OCOR―CH3―F―Cl―Br具