有机化学基本理论

-
P-
共轭
P
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三、有机反应类型
1.游离基反应 在化学反应中，共价键断裂时把共用电子对平均 分配给两个成键原子或原子团，这种断裂方式称均 裂，均裂所生成的两个原子或原子团称自由基或游离 基。经均裂生成游离基的反应称游离基反应。 2.离子型反应 在共价键断裂时，成键电子对完全转移给成键原 子的一方，这种断裂方式称异裂，异裂生成正离子或 负离子。经异裂生成离子的反应称离子型反应。
RX + OHRX + NH3 RX + CNR X + A g O N O 2
ROH + XOR + XRNH3+ + XRCN + XR - O N O 2 + A g X
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四、有机反应机理
3.消除反应 又分E1和E2反应。
CH2 H CH3-C CH3
250C Br + C2H5ONa
CH2=C
一、共价键理论
1.价键理论 2)价键理论要点： (1)价键的形成是原子轨道的重叠或电子配对的结果 两个原子都有未成对电子并自旋相反，就能配对形成 共价键。 (2)共价键的饱和性 形成共价键时，一个电子和另一个电子配对之后就不 能再与其它电子配对。 (3)共价键的方向性 成键的两个电子的原子轨道只有在一定方向上才能达 到最大重叠，形成稳定的共价键。
H
碳原子4个正四面体杂 化SP 3 轨道
碳原子4个SP 3 杂化轨道和4个氢 原子的1S 轨道重叠形成CH4分子
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一、共价键理论
3.分子轨道理论
分子轨道理论：化学键是原子轨道产生的，任何数目的原 子轨道重叠时形成相同数目的分子轨道，分子中的电子沿着 一个多核的分子轨道运动。 分子轨道在容纳电子时遵守能量最低原理、 Pauli原理和 Hund规则。当两原子轨道形成分子轨道时，生成两个分子轨 道，一个比原子轨道能量低的叫成键轨道，另一个比原子轨 道能量高的叫反键轨道。氢分子轨道的形成：
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四、有机反应机理
1.亲电反应 亲电加成反应 烯烃、炔烃与卤素、卤化氢、水反应 等，这些反应遵循Markovnikov规则。
CH3C=CH2 + Br2
CH3CHCH2
CH3C CH
HCl
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CH3CCl=CH2
HCl
CH3CCl2CH3
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亲电取代反应 酰基化等。
芳环上的卤代、硝基化、烷基化和
+ Br2
0C
CH2=CHOC2H5
R OH
RCHO + R OH
OH RCH O R
OR RCH O R + H2O
H3O+ R C-OH R R
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R 无水乙醚 R C-O MgX C=O + R MgX R R R
亲核取代反应 又分SN1、 SN2 反应，如RX与OH-、RO、CN- 、AgNO3等。
FeBr3 or Fe
AlCl3
+ HCl
+ CH3CHClCH2CH3
AICI3
-CHCH2CH3 + HCI CH3
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四、有机反应机理
2.亲核反应 亲核加成反应 炔烃 、醛和酮与具负性基团的HCN、 ROH 、H2O 、 格氏试剂等反应。
HC CH + C2H5OH
无水 HCI
碱
150-180
2
+ NaBr
CH3CH2OH
CH3CHBrCH2CH3
C2H5OH,KOH
H2SO4 1700C
CH2=CH2
CH3CH=CHCH3 + CH2=CHCH2CH3 + HBr 81% 19%
要注意E1和E2与对应的SN1和SN2 反应的竞争和条件、Saytzeff 规则。 14
四、有机反应机理
4.氧化还原反应
反键轨道 原子轨道 成键轨道
E
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二、诱导效应和共轭效应 1.诱导效应
当两个原子形成共价键时，由于原子电负性不同，使成键电子云偏 向于电负性较大的一方，形成极性共价键，极性共价键产生的电场引 起邻近价键电荷的转移。 CH3 CH2 CH2 CH2 CI 在有机化合物中，由于电负性不同的取代基团的影响，使整个分子 中的电子云按取代基电负性所确定的方向而偏移的效应称诱导效应。 诱导效应用I表示, -I表示吸电子诱导效应，+I表示给电子诱导效应， 饱和C-H的诱导效应规定为零。 +I 常 见 基 团 -I效应 +I效应 C-H I=0 同族元素 -F>-CI>-Br>-I 同周期元素 -F>-OR>-NR2 不同杂化状态碳原子 -C CR>-CR=CR2>-CR2-CR3 (CH3)3C->(CH3)2CH->CH3CH2->CH3-I
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有机化学基本理论
一、共价键理论 二、诱导效应和共轭效应 三、有机反应类型 四、有机反应机理
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一、共价键理论 1.价键理论 1)电子排布三规则： (1)能量最低原理 在原子中，电子尽可能充入能量最低的原子轨道中。 (2)保利原理 每个原子轨道可以容纳两个电子，但这两个电子必须做相反自 旋。 (3)洪特规则 电子尽可能成单地分别充入等价轨道，等价轨道在全空、半充 满和全充满情况下，可以保持能量最低，原子最稳定。 3
KMnO4 H2SO4
Zn H2O
R-CH-R OH
CH3COCH3 CH3CH=CHCHO
NaBH4
+
R-C-R
K2Cr2O7
H2
Pt H+
CH3CHOHCH3 CH3CH=CHCH2OH
-NH2
-NO2
Fe,HCI
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四、有机反应机理
5.游离基反应
CH3CHCH3 +
光照 CI2 -150C
CH3CHCH2CI +
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二、诱导效应和共轭效应
2.共轭效应
在有机化合物分子中，相邻原子由于轨道重叠而组成共轭体系，使 电子离域运动，这种电子通过共轭体系的传递方式称为共轭效应。共 和超共轭。共轭效应使分子更稳定，内能更 轭效应包括 - 、P小，键长趋于平均化。共轭效应以C表示，-C表示吸电子共轭效应， +C表示给电子共轭效应。 -F>-CI>-Br>-I 常 +C效应 -OR>-SR>-SeR>-TeR 见 -O->-S->-Se->-Te基 同族元素 =O>=S 团 -C效应 同周期元素 =O>=NR>=CR2 共轭 双键除外，还有碳原子与杂原子(C、N、O等)之 间、杂原子与杂原子之间形成的双键， 共轭效应当然也涉及碳 原子与杂原子之间P 电子的效应。
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一、共价键理论
2.杂化轨道理论
参与形成价键的原子的具有不同能量的轨道杂化（混合）起来生 成新的能量和形状相同的轨道，称为杂化轨道。 以甲烷分子为例 正四面体分子
1s 2s 2p 碳原子的基态
1s 2s 2p 碳原子中1个2s 电子 跃迁到2p轨道中
H C
1s 2s 2p sp3杂化态的甲烷CH4 分子
CH3CCH3
CH3CH=CH2 +Cl2
日光
ClCH2CH=CH2 + HCl
CH3CH=CH2 +
BrCH2CH=CH2 +
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