有机化学绪论-2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,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,*,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,*,*,一、有机化合物和有机化学,有机化合物,（organic compound）：,碳氢化合物及其衍生物。,有机化学：,是研究有机化合物的结构、性质、合 成、反应机理等的一门学科。,根据来源分类,无机物（源于矿物体）,有机物（源于动植物有生机之物）,从葡萄中分离出酒石酸；,从酸牛奶中分离出乳酸；,从金鸡树皮中分离出奎宁；,干馏木材得甲醇、丙酮、和醋酸,奎宁,氯喹,茜草科之金鸡纳树,青蒿素,除虫菊酯,“生命力学说”超自然的神秘力量将无、有机物截然分开。,1824年，德国的魏勒：,1828年，蒸发氰酸铵又偶然得到尿素：,生命力学说受到了冲击。之后，1845年，德国的高尔柏合成了醋酸，1854年，德国的别泰罗合成了脂肪,结论：无机物，有机物可相互转化，都遵循一般的化学规律。,有机物主要含有C、H两种元素，有些含有O、N、X、S、P，个别的还含有金属元素，但CO、CO,2,、碳酸盐及金属氰化物等为无机物。,综上所述，,有机化合物,的概念是,二、有机化合物的一般特点：,1、多数可以燃烧；,有机物 碳化 CO,2,+H,2,O,2、熔点低（一般在300以下），易挥发；,3、水中溶解度很小；,4、反应速度慢，常伴有副反应，产物复杂。,燃烧,5、同分异构现象，如,和,燃烧,三、有机化合物的结构,有机化合物中,C,原子的价,4,价,C与C或C与其他原子单键相连,C、C间双键相连,C、C间三键相连,C、C间首位相连成环,（共价键）,多样的化合物必然和原子微观结构相联系-化学键理论的发展。,1.共价键基本要点：,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；,原子轨道和电子云：,Px轨道 Py轨道 Pz轨道,S轨道,2.杂化轨道理论,(1)碳原子的SP,3,杂化,碳原子在基态时的电子构型为：,2S,2Px 2Py 2Pz,激发,2S,2Px 2Py 2Pz,杂化,SP,3,SP,3,杂化轨道,甲烷的分子模型,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，4个SP,3,杂化轨道的方向都指向正四面体的顶点，轨道间的夹角为10928。,激发,杂化,2Pz,2Px 2Py 2Pz,2S,2S,2Px 2Py 2Pz,SP,2,（2）碳原子的SP,2,杂化,SP,2,杂化轨道,乙烯的分子模型,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。,（3）碳原子的SP杂化,激发,杂化,2Py 2Pz,2Px 2Py 2Pz,2S,2S,2Px 2Py 2Pz,SP,SP杂化轨道,乙炔的分子模型,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，余下的两个相互垂直的P轨道又都与呈直线的杂化轨道垂直。,四、共价键参数,1、键长（bond lenghth）成键原子核之间的平均距离，键长的单位pm表示。,2、键角（bond angle）是指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,。在,多原子分子,中，即使相同的键，其离解能也不同，其,键能,指的是各,个键离解能的平均值，例如：,离解能（KJ/mol）,键能=（435.4+443.8+443.8+339.1）/4=415.5(KJ/mol),键能是衡量共价键强度的一个重要差数，键能越大，键越牢固。,435.4,443.8,339.1,443.8,4、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,(3)键的极化性,共价键在外电场的作用下，键的极性发生变化称键的极性。键的极性用,极化度,来度量，它表示成键电子被成键原子核约束的相对程度。极化性与成键原子的,体积、电负性,和,键的种类,有关外，与,外电场的强度,也有关系。如：,键的极性 C-FC-ClC-BrC-I,键的极化性 C-FC-ClC-BrC-I,注意：,极性是分子内在的性质，而极化性是在外电场作用下产生的暂时现象。,五、共价键的断裂方式与有机反应类型：,1）共价键的均裂,自由基,（或游离基），是电中性的。,自由基反应：,通过共价键的均裂进行的反应。,2）共价键的异裂,离子型反应：,通过共价键的异裂进行的反应。,异裂的特点：,生成有机离子。共价键断裂时共用电子对完全归属于其中的一个原子所有。,六、有机化合物的分类和构造式的表示,（一）按官能团分类,化合物类别 官能团或特征结构 名 称 化合物举例 名 称,烯烃,烯键,乙烯,炔烃 炔键 乙炔,卤代烃,X(F、Cl、Br、I),卤素,CH,3,CH,2,Cl,氯乙烷,醇 -OH 醇羟基,C,2,H,5,OH,乙醇,酚 OH 酚羟基,C,6,H,5,OH,苯酚,醚 醚键,C,2,H,5,OC,2,H,5,乙醚,醛 醛基,CH,3,CHO,乙醛,21,qi,酮 羰基,CH,3,COCH,3,丙酮,羧酸,COOH,羧基,CH,3,COOH,乙酸,酯 酯键 乙酸乙酯,酐 酐键 乙酐,酰胺 酰胺键,C,6,H,5,NHCOCH,3,乙酰苯胺,化合物类别 官能团或特征结构 名 称 化合物举例 名 称,硝基化合物,NO,2,硝基,C,6,H,5,NO,2,硝基苯,氨基化合物,NH,2,氨基,C,6,H,5,NH,2,苯胺,硫醇,SH,巯基,C,2,H,5,SH,乙硫醇,硫酚,SH,巯基,C,6,H,5,SH,苯硫酚,磺酸,SO,3,H,磺酸基,C,6,H,5,SO,3,H,苯磺酸,22,扑热息痛,磺胺噻唑,磺酰胺基,试指出结构式中官能团的名称,想一想,酚羟基,酰胺键,氨基,杂环,（二）按碳架分类,1、链状化合物（又称脂肪族）,2、碳环化合物,脂环族化合物,芳香族化合物,3、杂环化合物,（三）有机化合物构造式的表示,蛛网式,缩写式,键线式,将下列缩写式转换为键线式,酸碱理论的发展,水溶液中简单酸碱理论,以水溶液系统中的H,+,和OH,-,为理论基础，适用于水溶液系统。,布朗斯特酸碱理论,扩展到所有质子溶剂系统，凡是能释放H,+,就是酸，能接受的就是碱。由此形成共轭酸碱对的概念。,路易斯酸碱理论,随着成键理论的深入，关注点从质子深化为电子，Lewis认为凡是能给出电子对的为碱，接受电子对的为酸。,酸碱理论的继续深入认识,共 振 论,共振论是美国化学家,鲍林(L.Pauling),在二十世纪三十年代初提出来的，它的提出是为了解决当时古典化学结构理论所不能说明的分子的物化性能问题。,例：1,3-丁二烯常用下面结构表示：,而电子衍射光谱法测定C,2,-C,3,键长比普通C-C单键键长短，具有双键的性质，即电子发生了离域。,所以上述表示法不能准确反映1,3-丁二烯的真实结构。,例：醋酸根通常表示为：,电子衍射光谱法测定醋酸根中两个C-O键长相等，负电荷均匀分布在两个氧上，所以上述表示法不能准确反映醋酸根的真实结构。,共振论认为醋酸根的真实结构为：,1,2,意义：醋酸根的真实结构是1和2的杂化体。,这种式子叫共振式，1、2为经典结构式。,注意：杂化体是单一物，而不是混合物。,虚线表示负电荷离域,虚线、实线共同表示C-O键键长,例：烯丙基自由基：,例：烯丙基碳正离子：,+,+,从上述例子可看出：共振式中经典结构式之间只有电子排列,的不同，没有原子位置和未成对电子的,改变。,共振式书写必须遵循下列规则：,1).共振式中，只有电子排列不同，原子排列完全相同。,2).共振式中，配对的电子数和未配对的电子数应是相等的。,3).中性分子也可表示为电荷分离式，但电子的转移要与原,子的电负性吻合。,例：,共振杂化体的稳定性与共振式中每一个经典结构的稳定性的关系：,共振杂化体比共振式中任何一个经典结构式都稳定，共振杂化体的稳定性大小与共振式的结构有关。,.在共振式中，若经典结构式的稳定性相同，则,参与形成的共振杂化体往往特别稳定。,.共振式中，经典结构越稳定，对共振杂化体的贡,献越大，经典结构与共振杂化体结构越接近，参,与形成的共振杂化体越稳定。,贡献较小,较稳定（八隅体）,贡献较大,.没有正负电荷分离的经典结构式稳定,较稳定（无电荷分离）,贡献较大,贡献较小,.满足八隅体的经典结构式稳定,贡献较小,较稳定（八隅体）,贡献较大,估计共振式中经典结构式相对稳定性的规则：,较稳定（N的电负性比C大）,贡献较大,贡献较小,.共振式中经典结构式越多，参与形成的共振杂化体越稳定。,较稳定,.在满足八隅体电子结构，但有电荷分离的共振式中，,电负性大的原子带负电荷，电负性小的原子带正电荷,的经典结构式较稳定。,例：用共振论解释氯乙烯分子中C-Cl键稳定，较一,般的C-Cl键短。,较稳定,1,2,答：1 较稳定，对共振杂化体贡献较大，2 虽稳定性较,差，但仍有贡献，使氯乙烯中C-Cl键具有双键的性,质，较一般的C-Cl键短。,七、有机化学与医学的关系,有机化学,生化,药理学,生理学,微生物学,免疫学,遗传学,卫生学,参考书：,1.徐景达主编。有机化学（第四版）。北京：,人民卫生出版社，1998,2.魏俊杰、吕以仙、丁维功主编。有机化学。,哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1998,3.倪沛洲主编。有机化学（第四版）。北京：,人民卫生出版社，1999,4.Philips.Bailey,Jr.Christina,Bailey.Organic Chmistry,6thEd,.,California Polytechnic State University,San luis Obispo,5.Ralph J.Lessened,Joan S.Lessened,Marshall Logue.Organic Chemistry.6th,Ed.New York:Brooks/Cole Publishing Compang,1998,6.Morrison,Robert Thornton.Organic Chemistry.6th ed.Boston:Allyn and Bacon Inc,1998,7.Andrew Streitwiser,Jr.Clayton H.Heathcock.Organic Chemistry.3th ed.New York:1998,8.T.W.Graham Solomons.Organic Chemistry.6th ed.New York,1996,写在最后,成功的基础在于好的学习习惯,The foundation of success lies in good habits,40,谢谢聆听,学习就是为了达到一定目的而努力去干,是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折,Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard,Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal,