大學(xué)-有機(jī)化學(xué)-講稿

1、1第一章第一章緒論緒論(Introduction)第一節(jié)第一節(jié)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)一、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)一、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)下面是一些簡單而熟悉的有機(jī)化合物，他們在化學(xué)組成上有什么共同點(diǎn)？?有機(jī)化合物含碳的化合物或碳?xì)浠衔锛捌溲苌?。含碳的化合物或碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩?有機(jī)化學(xué)：有機(jī)化學(xué)的現(xiàn)代定義是指研究含碳化合物的化學(xué)研究含碳化合物的化學(xué)。第二節(jié)第二節(jié)共價(jià)鍵共價(jià)鍵一、現(xiàn)代共價(jià)鍵理論一、現(xiàn)代共價(jià)鍵理論路易斯

2、的共價(jià)鍵理論雖然揭示了共價(jià)鍵與離子鍵的區(qū)別，但未能說明共價(jià)鍵是怎樣形成的，也不能解釋共價(jià)鍵為什么具有飽和性和方向性等諸多問題?，F(xiàn)代共價(jià)鍵理論指出：當(dāng)兩個(gè)原子互相接近到一定距離時(shí)，自旋方向相反的單電子相互配對（即兩原子軌道重疊）。使電子云密集于兩核之間，降低了兩核間正電荷的排斥，增加了兩核對電子云密集區(qū)域的吸引。因此使體系能量降低，形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵；共價(jià)鍵有以下特點(diǎn):第一、每個(gè)原子所形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中的單電子數(shù)目，這就是共價(jià)鍵

3、具有飽和性。共價(jià)鍵具有飽和性。第二、當(dāng)形成共價(jià)鍵時(shí)，原子軌道重疊越多，核間電子云越密集，形成的鍵就越強(qiáng)，這種關(guān)系稱為最大重疊原理。第三、共價(jià)鍵的形成必須盡可能沿著原子軌道最大程度重疊的方向進(jìn)行，這就是共價(jià)鍵具有方向性共價(jià)鍵具有方向性三、雜化軌道三、雜化軌道在形成共價(jià)鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一個(gè)原子中參與成鍵的幾個(gè)能量相近的原子軌道可以重新組合，重新分配能量和空間方向，組成數(shù)目相等的，成鍵能力更強(qiáng)的新的原子軌道，稱為雜化軌道。在

4、有機(jī)化合物中，碳原子的雜化形式有三種：sp3、sp2和sp雜化軌道。它們的雜化過程是怎樣的呢？讓我們看看雜化過程動(dòng)態(tài)圖:(點(diǎn)擊圖片下的鏈接出現(xiàn)雜化動(dòng)畫)spsp2sp3碳原子經(jīng)sp3、sp2和sp雜化之后，碳原子核周圍的雜化軌道是怎樣排列的呢？?sp3雜化軌道雜化軌道碳原子在基態(tài)時(shí)的電子構(gòu)型為。按理只有2px和2py可以形成共價(jià)鍵，鍵角應(yīng)為90。但實(shí)際在甲烷分子中，是四個(gè)完全等同的鍵，鍵角均為10928。這是因?yàn)樵诔涉I過程中，碳的2s軌

5、道有一個(gè)電子激發(fā)到2Pz軌道，成為。然后3個(gè)p軌道與一個(gè)s軌道重新組3四、共價(jià)鍵的屬性四、共價(jià)鍵的屬性鍵的屬性指鍵長、鍵角、鍵能和鍵的極性等物理量。共價(jià)鍵的屬性是闡述有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的基礎(chǔ)。鍵長：鍵長：鍵長通常指成鍵兩原子核間距離，鍵長單位以pm表示。鍵長主要取決于兩個(gè)原子的成鍵類型：C—C單鍵比C=C雙鍵長，后者又比C≡C三鍵長。C—H鍵的鍵長還與成鍵碳原子的雜化方式有關(guān):鍵長受與其相連的其他原子或基團(tuán)的影響較小。通?？筛鶕?jù)鍵長判

6、斷兩原子間的成鍵類型。表11列出幾種共價(jià)鍵的鍵長鍵角鍵角分子中一個(gè)原子與另外兩個(gè)原子形成的兩個(gè)共價(jià)鍵在空間所夾的角稱為鍵角。在有機(jī)分子中飽和碳的四個(gè)鍵的鍵角為10928，或接近10928分子方才穩(wěn)定。在分子內(nèi)，鍵角可受其他原子影響而變化，若改變過大就會影響分子的穩(wěn)定性。（見第一章環(huán)烷烴）鍵能以共價(jià)鍵結(jié)合的雙原子分子裂解成原子時(shí)所吸收的能量稱為該種共價(jià)鍵的鍵能，又可稱為離解能。也就是說雙原子分子的鍵能等于其離解能。然而對于多原子分子，鍵能

7、不同于其離解能。離解能是裂解分子中某一個(gè)共價(jià)鍵時(shí)所需的能量，而鍵能則是指分子中同種類型共價(jià)鍵離解能的平均值。例如，甲烷有四個(gè)碳—?dú)滏I，其離解能分別如下：甲烷分子中C—H鍵的鍵能則為上述四個(gè)C—H鍵離解能的平均值（415.3kJ?mol1）。從鍵能的大小可以知道鍵的穩(wěn)定性，鍵能越大，鍵越穩(wěn)定。共價(jià)鍵的極性共價(jià)鍵的極性:由兩個(gè)相同原子組成的分子，如氫分子（H—H）或氯分子，成鍵的一對電子均等地分配在兩個(gè)原子之間，這種鍵稱為非極性共價(jià)鍵；不同

8、原子形成的共價(jià)鍵。由于電負(fù)性的差異，成鍵電子云總是靠近電負(fù)性較大的原子，使其帶部分負(fù)電荷，通常以δ表示，電負(fù)性較小的原子則帶部分正電荷，以δ表示。例如一氯甲烷分子中的碳氯鍵:這種成鍵電子云不是平均分配在成鍵兩個(gè)原子核之間的共價(jià)鍵稱為極性共價(jià)鍵。共價(jià)鍵的極性取決于成鍵的兩個(gè)原子的電負(fù)性之差，差值越大，鍵的極性越大。一般兩元素的電負(fù)性差值等于或大于1.7為離子鍵；小于1.7為共價(jià)鍵，其中電負(fù)性差值在0.7～1.6為極性共價(jià)鍵。部分元素的電負(fù)