有机化学第二章价键的形成和其属性课件

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,有机化学,Organic Chemistry,有机化学Organic Chemistry,1,第二章 共价键的形成及其属性,1.共价键的形成价键理论,2.键的极性与极化性,3.影响共价键电子云分布的因素,1.,共价键的形成,2.价键理论VBT和分子轨道理论MOT,3.共轭效应，诱导效应。,重点,难点,第二章 共价键的形成及其属性1.共价键的形成价键理论1.,2,价键法 （,sp,3、,sp,2、,sp,杂化,）,（,键与,键）,分子轨道法,(原子轨道线性组合),(共轭体系),第一节 共价键的形成,价键法 （sp3、sp2、sp杂化）第一节,3,基本概念,化学键,：原子间强烈的相互吸引的作用。,离子键,：正负电荷通过静电引力形成离子键。,共价键,：成键双方通过共用电子对结合形成共价键。,配位键,：由单方原子提供电子形成的共价键。,基本概念化学键：原子间强烈的相互吸引的作用。,4,1.价键法基本要点：,阅读讲义p13,3）最大重叠原理，原子轨道重叠的愈多，形成的键愈稳定。,2）共价键有饱和性；元素原子的共价数等于该原子的未成对电子数；,1）成键的两个电子必须自旋方向相反；,1.价键法基本要点：阅读讲义p13 3）最大重叠原理，原子,5,2原子轨道杂化理论,:（,sp3、sp2、sp,杂化）,键：,成键原子轨道对称轴重叠（头碰头）形成,键，成键后电子云沿键轴呈圆柱形对称分布,。,2S,2Px 2Py 2Pz,激发,2S,2Px 2Py 2Pz,杂化,SP,3,每个轨道由1/4S和3/4P轨道杂化组成，C原子位于正四面体的中心,Sp3：,2原子轨道杂化理论:（sp3、sp2、sp 杂化,6,键：,成键原子轨道对称轴平行（肩并肩)重叠形成,键。成键电子云沿分子平面两侧呈块状分布。,激发,杂化,2Pz,2Px 2Py 2Pz,2S,2S,2Px 2Py 2Pz,SP,2,sp2,每个SP,2,轨道由1/3S和2/3P轨道杂化组成，3个SP,2,轨道在同一平面，,轨道间的夹角为120。,键：成键原子轨道对称轴平行（肩并肩)重叠形成 键。成键,7,说明：,不同杂化方式的轨道形状、,s,成分的多寡及不同杂化碳原子的电负性。,sp,SP杂化轨道由1/2S和1/2P轨道杂化组成，2个SP轨道间的夹角为180，,说明：不同杂化方式的轨道形状、s 成分的多寡及,8,3.,分子轨道理论：,价键理论,：,是以“形成共价键的电子只处于形成共价键两原子之间”的,定域观点,为出发点的。,分子轨道理论,：,是以“形成共价键的电子是分布在整个分子之中”的,离域观点,为出发点的。,分子轨道即分子中价电子的运动状态，可用,波函数,来描述。,基本要点,：,分子轨道是由原子轨道通过线性组合而成,；,组合前后的轨道数守恒,：即有几个原子轨道就可以组合成几个分子轨道。,3.分子轨道理论：价键理论：是以,9,以乙烯为例：,以乙烯为例：,10,以1，3-丁二烯为例：,以1，3-丁二烯为例：,11,第二节 共价键的属性,1，键参数（键长、键角、键能）,2，极性和极化性,阅读讲义,第二节 共价键的属性 1，键,12,1、,键长（,bond lenghth）成键两原子平衡核间距，单位pm。,2、,键角,（bond angle）两个共价键之间的夹角。,3、,键能,（bond energy）把1mol双原子分子,AB（气态）,的共价键断裂成A、B两原子（气态）时所需的能量称为A-B键的离解能，也就是它的,键能,。,双原子分子：,键能即是键的离解能。,多原子分子：,键能指分子中几个同类型键的离解能的平均值,。,1、键长（bond lenghth）成键两原子平衡核间距,13,4、键的极性与极化性,（1）键的极性,非极性键,极性键,（2）分子的极性,无极性 有极性,组成共价键两原子电负性差值越大键的极性越大,4、键的极性与极化性（1）键的极性非极性键极性键（2）分子的,14,键矩：,组成共价键两原子电负性差值越大，键的极性越大,，极性以,键矩,又称,偶极矩,（,）来量度。,偶极矩,是向量，带有方向性，一般以“”来表示，箭头表示从正电荷到负电荷的方向。,=q*d（D）,键矩：组成共价键两原子电负性差值越大，键的极性越大，极性,15,多原子分子的,偶极矩,是分子中各个键的,偶极矩,的向量和。,多原子分子的偶极矩是分子中各个键的偶极矩的向量和。,16,键的极性与键的极化性：,极性：,键的极性大小取决于成键两原子电负性的差值。是静态的，,永久,的性质。,极化性：,电子云的流动性。共价键对外电场的感应能力。是动态的，,暂时,的性质。,键的极性与键的极化性：极性：键的极性大小取决于成键,17,小结：,键长与键能,反映了键的强度，即分子的热稳定性。,键角,反映了分子的空间形象。,极化性,反映了分子的化学反应活性，并影响它们的物理性质。,极化性,对分子的反应性能起重要作用：,C-X键极性：C-F C-Cl C-Br C-I,C-X键极化性：C-I C-Br C-Cl C-F,C-X键反应活性：C-I C-Br C-Cl C-F,小结：键长与键能反映了键的强度，即分子的热稳定,18,5、,共价键的断键方式及有机反应中间体,一、共价键的断裂方式：,5、共价键的断键方式及有机反应中间体一、共价键的断裂方式：,19,有机化学第二章价键的形成和其属性课件,20,二、有机反应的中间体：,大多数碳自由基（特别是简单的烷基自由基）是平面结构，如H,3,C,是典型的平面结构。,碳正离子（,carbocation,）、碳负离子（,carbanion,）和碳自由基均为高活性的物种，通常称为活泼中间体（active intermediate）。,二、有机反应的中间体：大多数碳自由基（特别,21,六、分子间的作用力及其对熔点、沸点、溶解度的影响,1、分子间的作用力,偶极-偶极作用,极性分子间的相互作用，亦即偶极矩间的相互作用，,称为偶极-偶极作用，一个分子的偶极矩正端与一个分,子的偶极矩负端间有相互吸引作用。,六、分子间的作用力及其对熔点、沸点、溶解度的影响1、分子间的,22,色散力,瞬时偶极矩之间的相互作用，称,色散力,。,只有在分子比较接近时才存在，,大小与分子的极化率和分子接触表面大小有关。,没有饱和性和方向性，在非极性分子中存在。,氢键,特殊的分子之间作用力，有方向性和饱和性。,色散力 瞬时偶极矩之间的相互作用，称色散力。氢键,23,2、分子间的作用力对物质的某些物理性质的影响,对沸点和熔点的影响,沸点,a、分子极性愈大，偶极-偶极作用愈大，沸点愈高。,2、分子间的作用力对物质的某些物理性质的影响对沸点和熔点的,24,b、如果分子极性相同，则分子量愈大，色散力也愈,大，故沸点随分子量升高而升高。,c、如果分子极性相同，分子量也相同，则分子间接,触面积大的，色散力大，沸点高。,d、分子量接近,分子内OH键愈多,形成氢键愈多,沸点,愈高.,b、如果分子极性相同，则分子量愈大，色散力也愈c、如果分子极,25,熔点 分子对称性高,排列比较整齐，熔点较高.,如:正戊烷 熔点:-17度,新戊烷 熔点:-160度,溶解度 相似的溶解相似的,熔点 分子对称性高,排列比较整齐，熔点较高.溶解,26,七、电子效应-诱导效应、共轭效应和超共轭效应,1、诱导效应 受取代基电负性影响，使得分子中成键电子云沿着原子链向某一方向移动的现象称为,诱导效应,。,七、电子效应-诱导效应、共轭效应和超共轭效应1、诱导效应,27,电子的离域现象,2、共轭效应,共轭体系中，由于P轨道重叠而引起,电子平均化，叫做,共轭效应,。,电子的离域现象2、共轭效应共轭体系中，由于P轨道重叠而引起,28,3、超共轭效应,C-H键与键的共轭称为,超共轭效应,。,3、超共轭效应C-H键与键的共轭称为超共轭效应。,29,有机化学第二章价键的形成和其属性课件,30,