大學(xué)-有機化學(xué)-講稿

1、1第一章第一章緒論緒論(Introduction)第一節(jié)第一節(jié)有機化合物和有機化學(xué)有機化合物和有機化學(xué)一、有機化合物和有機化學(xué)一、有機化合物和有機化學(xué)下面是一些簡單而熟悉的有機化合物，他們在化學(xué)組成上有什么共同點？?有機化合物含碳的化合物或碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩：嫉幕衔锘蛱細(xì)浠衔锛捌溲苌铩?有機化學(xué)：有機化學(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)共價鍵共價鍵一、現(xiàn)代共價鍵理論一、現(xiàn)代共價鍵理論路易斯

2、的共價鍵理論雖然揭示了共價鍵與離子鍵的區(qū)別，但未能說明共價鍵是怎樣形成的，也不能解釋共價鍵為什么具有飽和性和方向性等諸多問題。現(xiàn)代共價鍵理論指出：當(dāng)兩個原子互相接近到一定距離時，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)定的共價鍵；共價鍵有以下特點:第一、每個原子所形成共價鍵的數(shù)目取決于該原子中的單電子數(shù)目，這就是共價鍵

3、具有飽和性。共價鍵具有飽和性。第二、當(dāng)形成共價鍵時，原子軌道重疊越多，核間電子云越密集，形成的鍵就越強，這種關(guān)系稱為最大重疊原理。第三、共價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行，這就是共價鍵具有方向性共價鍵具有方向性三、雜化軌道三、雜化軌道在形成共價鍵過程中，由于原子間的相互影響，同一個原子中參與成鍵的幾個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，成鍵能力更強的新的原子軌道，稱為雜化軌道。在

4、有機化合物中，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態(tài)圖:(點擊圖片下的鏈接出現(xiàn)雜化動畫)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)時的電子構(gòu)型為。按理只有2px和2py可以形成共價鍵，鍵角應(yīng)為90。但實際在甲烷分子中，是四個完全等同的鍵，鍵角均為10928。這是因為在成鍵過程中，碳的2s軌

5、道有一個電子激發(fā)到2Pz軌道，成為。然后3個p軌道與一個s軌道重新組3四、共價鍵的屬性四、共價鍵的屬性鍵的屬性指鍵長、鍵角、鍵能和鍵的極性等物理量。共價鍵的屬性是闡述有機化合物結(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的影響較小。通常可根據(jù)鍵長判

6、斷兩原子間的成鍵類型。表11列出幾種共價鍵的鍵長鍵角鍵角分子中一個原子與另外兩個原子形成的兩個共價鍵在空間所夾的角稱為鍵角。在有機分子中飽和碳的四個鍵的鍵角為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）鍵能以共價鍵結(jié)合的雙原子分子裂解成原子時所吸收的能量稱為該種共價鍵的鍵能，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共價鍵時所需的能量，而鍵能則是指分子中同種類型共價鍵離解能的平均值。例如，甲烷有四個碳—氫鍵，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。共價鍵的極性共價鍵的極性:由兩個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原子之間，這種鍵稱為非極性共價鍵；不同

8、原子形成的共價鍵。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原子核之間的共價鍵稱為極性共價鍵。共價鍵的極性取決于成鍵的兩個原子的電負(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為共價鍵，其中電負(fù)性差值在0.7～1.6為極性共價鍵。部分元素的電負(fù)