当你我再决聊开双眼 闹来的赤潮 处理的 水，漂浮在牌 边的挂 二、有机化合物的定义 三、有机化合物的特点 有机化合物：碳氢化合物（经）及其新生物称之 烃： CH. 停点低 于有机溶剂 ◆反应速度比修 衍生物 CH:NH: 有机化合物 无机化合物 四、有机化学的定义 性 不耐然，受热局分解 分是不 一维定义：有机化学是研究有机化合物的科学。 二娘定义：有机化学是研究有机化合物的来源、制备 结构、性质、应用以及有关理论和方法学 导电性液不电 水可 的科学。 有机化合物主要组成元素：C,N,PX 色 分异构现泰 Organic Chemistry Organic Chemistry 3
3 v 白色污染，不要再高呼减少白色污染了， 正是我们自己的双手造出了这么个名词！ 白色污染 涌来的赤潮， 未处理的污 水，漂浮在岸 边的垃圾 水污染 当你我再次睁开双眼 二、有机化合物的定义 有机化合物：碳氢化合物（烃）及其衍生物称之。 烃： CH4 H2C CH2 HC CH 衍生物： CH4 CH3OH CF2Cl2 CH3NH2 CHCl3 三、有机化合物的特点 v 分子组成复杂 v 易燃烧 v 熔点低 v 难溶于水，易溶于有机溶剂 v 反应速度比较慢 v 副反应多，产率低 v 存在同分异构现象 有机物同无机物的比较 易溶于水，难溶于 有机溶剂 溶解性 难溶于水，易溶于有机溶剂 同分异构 很少同分异构现象同分异构现象普遍 一般无副反应和副 产物，产率高 除主反应外，常有副反应，副 产物多，产率一般不高 反应产物 反应速度 快，常在瞬间完成慢 导电性 水溶液可导电溶液不导电 耐热性好，受热不 易分解，熔点高 不耐热，受热易分解 熔点低，一般在40－300°C 耐热性 可燃性 一般不可燃多数可燃 无机化合物有机化合物 四、有机化学的定义 一维定义：有机化学是研究有机化合物的科学。 二维定义：有机化学是研究有机化合物的来源、制备、 结构、性质、应用以及有关理论和方法学 的科学。 有机化合物主要组成元素：C，H，O， N，P，X
第二节有机化合物的结构 离利的触热科于的程降法内于相纯的 镜猪汗我务鞋于的影 点 、经验式表综化合物中各种原子的最小整数比，可以 质谱法 肉元的 物通的量 最小整数比 R00/1.66-3 13.40 1340n.08-13291329n.66-8 026.60 26.60/16.00-1.661.66166- 得经验式 Organic Chemistry H 二 ,克库勒(Kekule)结构理论： C H 为解决原子在分子中的样布顺序成关系而提出。 内容： 州 原子在分子中按他们的化合价 一定顺序连接起来 Kak结式。又称造式 HH Organic Chemistry 排列提幽了碳为面体的学说 增加原子在空间 三、Lewis结构式 1、厦子结构学说 [原子核（带正电） 109028 原子 内层电子 电子（带负电） 最外层价电子一影响化学健的形成 甲烧的立体结构 达2子互相结合生成化学德时，其外层电子
4 第二节 有机化合物的结构 有机化合物的结构：指分子的组成、分子中原子相互结合 的顺序和方式、价键结构、分子中电子云分布、三维结构 和分子中原子或原子团之间相互影响等。 一、经验式和分子式 1、经验式：表示化合物中各种原子的最小整数比，可以 由各元素的含量算出。 例如：元素 含量/% 物质的量/mol 最小整数比 C 60.00 60.00/12.01=5.00 5.00/1.66=3 H 13.40 13.40/1.008=13.29 13.29/1.66=8 O 26.60 26.60/16.00=1.66 1.66/1.66=1 ——得经验式C3H8O 2、分子量：分子中所含各种原子的数目。 测定相对分子质量的方法有: 沸点升高法 熔点降低法 渗透压法 质谱法 二、克库勒 (Kekule)结构理论： ——为解决原子在分子中的排布顺序或关系而提出。 内容： 1、原子在分子中按他们的化合价依一定顺序连接起来。 2、每一种元素有一定数目的化合价。 3、碳为四价，碳碳之间可相互成键。 Van’t Hoff 提出了碳为四面体的学说：增加了原子在空间 排列方式 甲烷的立体结构 三、Lewis结构式 1、原子结构学说 原子核（带正电） 原子 内层电子 电子（带负电） 最外层价电子 影响化学键的形成 ☆一般情况下，原子互相结合生成化学键时，其外层电子 数应达到8或2
有机化合物中常见的化学键 3、Lewis结构式 ②共价 电子都表示出来 回配位一特点：成电子对由一个原子提供。 (包括孤电子对)。 合电子的原子叫给于体，接受电子的原子叫做接 例如： H- Chemistry 第三节价层电子对互斥模型 价电子对总与价电子对空构型的关系 (VSEPR模型) 23 4 5 6 此模型用来定性地推测中心原子上共价德的方向， 基本假设：决定中心原子立体结构的首要因素是它的价电 子层中成电子对及孤电子对之网的相互作 分布 的相互静斥 它们之间保特 直线型 型 四面体形 八面体形 Organic Chemistry 第四节原子轨道和分子轨道 基本要点： 原子轨道 (》形成共价的两个电子，5须自旋方向相反， 状态称之， 用 是电子运 教中表示 ()完素原于的共价数等于谈原于的来成对电于最（共价情 右物和桥》， 的T方良正比面在疑上情粉惠即为梯康 ()最大置童原望（电子云厦叠城多，形成的能城级：共价 健风有方向性》。 H 价健理论（电子配对法） .c.+4→ 1927年由 r和 n提出氢分子的形成，由auling 推广到双原子、多原子分子。 略局斯结构式 开勒结构式 Organic Chemistry 5
5 2、有机化合物中常见的化学键 ①离子键 ②共价键 ③配位键—特点：成键电子对由一个原子提供。 供给电子的原子叫做给予体，接受电子的原子叫做接 受体。 3、Lewis结构式 v 指用电子对表示共价键的结构式。 书写时注意：要把所有的价电子都表示出来 （包括孤电子对）。 例如： C H H H C O O H C H H H C O O H 第三节 价层电子对互斥模型 v 此模型用来定性地推测中心原子上共价键的方向。 基本假设：决定中心原子立体结构的首要因素是它的价电 子层中成键电子对及孤电子对之间的相互作用。 由于电子对之间的相互排斥，它们之间保持最 大的平均距离。 (VSEPR模型） 八面体形 三角双 锥形 四面体形 平面三 角形 直线型 价(层) 电子对 空间构 型 价层电 子对在 空间的 分布 65432 价层电 子对数 价电子对(总)数与价电子对空间构型的关系 第四节 原子轨道和分子轨道 一、原子轨道 原子中电子的运动状态称之，用波函数Φ表示。 Φ是电子运动状态的空间坐标的函数。 ※ 电子云密度与Φ的平方成正比，画在纸面上得的图，即为形象 表示原子轨道的一种方法： 1S, 2S, 3S等电子的电子云对于原子核呈球形对称； P轨道的电子云以通过原子核的直线为轴对称分布；等等。 二、价键理论（电子配对法） 1927年由Heiter和Londen提出氢分子的形成，由pauling 推广到双原子、多原子分子。 基本要点： （i） 形成共价键的两个电子，必须自旋方向相反； （ii） 元素原子的共价数等于该原子的未成对电子数（共价键 具有饱和性）； （iii） 最大重叠原理（电子云重叠越多，形成的键越强; 共价 键具有方向性）。 H H H C + 4H C H 路易斯结构式 开库勒结构式 C H H H H
Pauling提出来化轨道理论 CH、C,H、C,H,的形成杂化轨道的颜念： 蓄本要点： 2p2 ()元意的原子在成裤时可变成激发态。能量相近的原子 SP朵化铁 教道可以里新组合成新的原子轨道，称杂化道。 ()杂化轨道的数目等于参与杂化的原子执道数目，并 包含原子轨道的成分。 25 ()杂化轨道的方向性更强。成键能力增大， 碳原子的核外电子排布式：C1S2s2'2y 步 28徽发志 Orgianic Chemistry Organic Chemistry p泰化 甲烧分子中的碳原子采取p来化。杂化的结果： ②p执道具有更强的成楚能力和更大的方向性。 ②四个s印来化轨道完全相同，取最大的空间距离为正四 面体构型，轨道夹角为109.5· _原子在空间的排列方式 四个H原子只能从四面体的四个顶点进行重因 方向电子 形成个·-魔 杂化◆乙烯分子中的碳原子采取sp来化。 乙快分子中电子云的形状为对称于。（德的西筒形。 道更大六品 00 cD0>《0 40 p来化膜为直线构型乙换分子的。青架 2个相互⊥的键 未参与来化的款道间南并南重量形成备傅 6
6 Pauling提出杂化轨道理论: 基本要点： （i）元素的原子在成键时可变成激发态，能量相近的原子 轨道可以重新组合成新的原子轨道，称杂化轨道。 （ii）杂化轨道的数目等于参与杂化的原子轨道数目，并 包含原子轨道的成分。 （iii）杂化轨道的方向性更强，成键能力增大。 碳原子的核外电子排布式： C: 1S22S22Px12Py1 CH4、C2H4、C2H2的形成——杂化轨道的概念： 基态 激发 2S2 2P2 SP3 杂化 2S 2P 激发态 SP3 杂化轨道 基态 激发 2S2 2P2 SP2 杂化 SP2 杂化轨道 P轨道 2S 2P 激发态 基态 激发 2S2 2P2 2S 2P 激发态 SP杂化 SP杂化轨道 P轨道 P轨道 杂化轨道 1200 SP3 SP2 SP C C 未参与杂化的P轨道 SP2 SP 未参与杂化的P轨道 sp3杂化 甲烷分子中的碳原子采取sp3杂化。杂化的结果： sp3 ①sp3轨道具有更强的成键能力和更大的方向性。 ②四个sp3杂化轨道完全相同，取最大的空间距离为正四 面体构型，轨道夹角为109.5° ※ 构型——原子在空间的排列方式。 ③四个H原子只能从四面体的四个顶点进行重叠(因顶点 方向电子云密度最大), 形成4个σC—H键 sp2杂化 v 乙烯分子中的碳原子采取sp2杂化。 v 杂化的结果： 120。 C 3个sp 杂化轨道 2 取最大键角为120 。 未参加杂化的p轨道 与3个sp 杂化轨道 2 垂直 sp2 轨道的s成份更大些 H H H H CC H H H H CC 未参与杂化的p轨道间肩并肩重叠形成π键 sp杂化 v 乙炔分子中的碳原子采取sp杂化。 v sp杂化的结果： ① sp杂化轨道的s成分更大，电子云离核更近! ②两个sp杂化轨道取最大键角1800C。所以： C H C C H H C C H sp杂化碳为直线构型 乙炔分子的σ骨架 2个相互⊥的π键 乙炔分子中电子云的形状为对称于σC-C键的圆筒形
讨论 ①不同杂化态碳原于的电负性不同，导致其与氢原于或 三、分子轨道理论 其他原子形成的健的性质不同 头化碳 健是有机分 构成碳链或膜环的基础。 意】 3) 杂化的道可形成魄，如C-C、C-0、C=C ,当原子组成分子时，形成共价键的电子是运动于整个分 价禁理论的扁限性：只能用来表示两个相互作用而形成的 中 共价德，即分子中的价电子是被定城在一定的化学的两 个原子核区城内运动。 贸等缸独叠虫分的牙装道v康子的 原子轨道线性组合法 两原子轨道组合形成分子轨道时，必须符合三个组合原则 反提转通一4 能量相近原则 十原子道y 对称性原则 最大重叠原则 ：乙烯分子形 执道， 轨道：以乙端为例，两个互相平行的轨道在侧面重叠形 道上 上下的电子会 布，符号相的电子云等 分子的形 00 反 Organic Chemistry Onganic Chemistry 7
7 ⑴ 不同杂化态碳原子的电负性不同，导致其与氢原子或 其他原子形成的σ键的性质不同。 电负性：sp杂化碳> sp2杂化碳> sp3杂化碳 ! ⑵ 杂化轨道可形成σ键，如C-H、C-C、C-X、C-O、C-N 等。σ键是有机分子构成碳链或碳环的基础。 ⑶ 未参与杂化的p轨道可形成π键，如C=C、C=O、C≡C、 C≡N等。 价键理论的局限性：只能用来表示两个相互作用而形成的 共价键，即分子中的价电子是被定域在一定的化学键的两 个原子核区域内运动。 讨论 三、 分子轨道理论 分子轨道理论的基本出发点是把组成分子的所有原子 做为一个整体来考虑，认为分子中电子围绕整个分子在多 核体系内运动，成键电子是非定域即离域的。 当原子组成分子时，形成共价键的电子是运动于整个分 子区域。分子中价电子的运动状态即分子轨道，可用波函 数Ψ来描述。 Ψ的具体形式可用薛定谔方程求得，但很 复杂。常用量子力学的近似计算法-原子轨道线性组合法 LCAO法。 如氢分子可以看作是由HA原子的原子轨道yA和HB原子的 原子轨道yB线性组成氢分子轨道y1和y2 y1 = yA + yB y2 = yA - yB 能 量 原子轨道 成键轨道 反键轨道 y1 = yA + yB y2 = yA - yB y1S 原子轨道线性组合法 两原子轨道组合形成分子轨道时，必须符合三个组合原则： 能量相近原则 对称性原则 最大重叠原则 s轨道和p轨道：（对称性不同） s轨道：以H2为例，以x轴为键轴，呈圆柱形对称，沿键轴 旋转它的形状和符号都不变。 p轨道：以乙烯为例，两个互相平行的p轨道在侧面重叠形 成分子轨道，保留着对称面（节面），节面上的电子云等 于零，节面上下的电子云，对称分布，符号相反。 氢分子的形成 HA + HB H2 + HA HB φ1 φ2 反键 ψ2=φ1 - φ2 成键 ψ1=φ1 + φ2 φ1 φ2 φ1+φ2 φ1 - φ2 ψ1 ψ2 p键：乙烯分子形成五个s键后在两个碳原子上各剩下一 个2pz轨道，可线性组合成两个p分子轨道，一个是成键轨 道p，另一个是反键轨道p*，在基态下，两个电子都在成 键轨道上