第一章 绪 论

(2) 有机化合物的基本特点:
有机化合物要与无机化合物分为两个学科来研究,一个 原因是有机物数量庞大,并且还在不断增长; 另一个原 因是有机物具有不同于无机物的下列特点: ① 分子组成复杂,如B12:C63H90N14O14PCo; ② 容易燃烧;
③ 熔点低,一般低于400℃; ④ 难溶于水; ⑤ 反应速度慢; ⑥ 副反应多.
3.共价键的键参数、极性键和极性分子 (1)键长 形成共价键的两原子核间的平衡距离. (2)键角 分子内同一原子形成的两个化学键之间的夹角. (3)键能 断裂或形成分子中某一个键所消耗或放出的能量称为解离 能. 双原子分子的键解离能就是它的键能. 对于多原子分子,每根键的解离能并不总是相等的. (4)极性键与极性分子 由于原子间电负性不同,使两原子间共价键的电云不是平 均分配在两个用子核之间,而是偏向于电负性较大的原 子,这种键称为极性键.键的偶极距用u表示,偶极距是一 个向量,通常用 表示其方向,箭头指向负电中心.
H
意义: ① 解决了分子中原子相互结合的顺序和方式; ② 从结构上阐明了同分异构现象. 以上分子代表着分子中原子的种类、数目、和排列次式, 称为构造式,构造式中每一条短线代表一个价键. H
H
H C H H C H H C H H C H H
H
C H H C H C H H
H
H C H
（ⅰ）
（ⅱ）
以上（ⅰ）和（ⅱ）的分子式相同，都是C4H10，但结构
(2) 如果一个原子的未成对电子已经配对,就不能再 与其他原子的未成对电子配对,这就是共价键的 饱和性. (3) 电子云重叠越多,形成的键越强,因此要尽可能 在电子云密度最大的地方重叠,这就是共价键的 方向性. (4) 能量相近的原子轨道可进行杂化,组成能量相等 的杂化轨道,这样可使成键能力更强,体系能量 降低,成键后达到最稳定的分子状态.
C5H12:
CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
正戊烷
CH3
CH3CHCH2CH3 异戊烷
CH3 C CH3 CH3 新戊烷
C6H14:
CH3 CH3CHCH2CH2CH3 异己烷
CH3(CH2)4CH3 正己烷
CH3
CH3 C CH2CH3 CH3 新己烷
CH3 CH3CHCHCH3 CH3 无法命名
二. 有机化合物的结构
1. 凯库勒和古柏尔的两个重要基本原则 (1) 碳原子是四价的. (2) 碳原子除能与其他元素的原子结合外,还可以和其他碳 原子以单键、双键或三键互相结合成碳链或碳环.例如:
H
H C H
H C H H
H C H C H
C
H C C
H
H H C H
CH4
甲烷
CH3
甲基
丙烷 CH3CH2CH3
丙基 CH3CH2CH2
异丙基 CH3CHCH3
(3)主链碳原子的编号 从靠近取代基的一端开始,若第一 取代基位置相同,则比较第二个,依此类推,一直比下去. 若从两端编号取代基所在位置的数字一样,则应选择基 团复杂程度小的一边开始编号,主链碳原子编号用阿拉 伯数字. (4)支链烷基的名称及位置写在母体名称的前面,取代基的 排列顺序按立体化学中的“次序规则”将“较优”基 团列在后面. （5）书写格式的注意问题：编号与取代基名称之间用短 线连接起来，相同的取代基要合并，位次逐个标出， 用逗号隔开，数目用中文二、三、四等表示.
y
x
Z
一个 SP 杂化轨道
3
四个SP3 杂化轨道
y
x
SP杂化轨道
Z SP 杂化轨道
2
2.分子轨道理论 分子轨道表示成键电子在分子空间的运动状 态,它是由所属原子轨道线性组合而成,所得分 子轨道与原子轨道在数量上相等.例如两个氢 原子HA和HB原子轨道的波函数分别为ΦA和 ΦB,相加得成键轨道Φ成，它的能量较原子轨 道低；相减得反键轨道Φ反，它的能量较原子 轨道高. Φ成= ΦA+ ΦB Φ反= ΦA- ΦB
A
B
A +B
按异裂进行的反应中间体为离子,此类反应称作离子型反应. 3. 协同反应 在反应中不产生游离基,也不产生离子型活性中间体, 其特点是反应过程中旧键的断裂与新键的生成是同时进行的.
五. 有机化合物的分类 有机化合物的分类方法有两种,一种是按碳架分类,另 一种是按官能分类. 1.按碳架分类
开链化合物
不同，这种现象称为同分异构现象，两者互称为同 分异构体. 碳原子的立体概念,具体为碳原子作了一个正四 面体模型:
Cl H C Cl H
Cl H C H Cl (ⅱ)
Cl C H H (ⅲ) Cl
(ⅰ)
三.化学键 将分子中的原子结合在一起的作用力称为化学键. 化学键有离子键、共价键两种基本类型. 离子键：正负离子间依靠静电子引力而形成的化学键叫离 子键. 共价键：原子彼此通过共用电子对而形成的化学键称为共 价键. 原子彼此形成化学键的类型取决于它们电负性差别的大小. 电负性差在1.7以上为离子键,1.6以下为共价键. 常见一些元素的电负性如下表
脂环族化合物 有机化合物 环形化合物 杂环化合物 芳杂环化合物 碳环化合物 芳香族化合物 脂杂环化合物
2.按官能团分类 烃分子中的一个或几个氢原子被其它元素的原子或基团取代后 的生物称为烃的衍生物.各类烃的衍生物的特有化学性质主要由 取代的原子或原子团所决定. 在化学上将决定化合物化学特性的原子或原子团称为官能团.
第二章 烷 烃 烃是指含碳、氢两种元素的化合物，又称碳氢 化合物. 烷烃----由碳、氢两种元素组成，碳与碳均以单 键相连的一类化合物. 分子中无环的烷烃称为链烷烃，通式为CnH2n+2, n为碳原子数. 一.同系列和同分异构 同系列:具有相同通式(如CnH2n+2),在组成上相差 若干个CH2,但结构和性质相似的化合物,组成一 个系列,叫同系列.
化合物类名 烯烃 卤代烃 醇 官能团结构 化合物代表 CH2=CH2 CH3Cl CH3CH2-OH 乙烯 一氯甲烷 乙醇
C
卤素(-X)
C
OH
O
O CH3C OH
乙酸
羧酸
C
OH
化合物类名
官能团结构
化合物代表
O
醛
O
H
C
CH3C
O
H
乙醛
O
酮
C
O
CH3C CH3
丙酮
O
X
酰卤
C
O
CH3C Cl
O CH3 C
H
4H +
C
H
H C H
H
C H
H
H
CH4分子中,氢和碳原子核外的电子构型分别具 有氦(He)和氖(Ne)这两种惰性气体的电子构型. 随着量子力学的建立,人们将它运用到对氢分子 的共价键进行讨论,并推广到其他双原子或多原 子的共价键,建立了两种理论: ①价键理论； ②分子轨道理论 它们的要点分别如下: 1.价键理论 (1) 如果两个原子各有一个未成对电子且自旋 反平行,就可偶合配对,形成一个共价键,这就使 体系能量最低.
(1)偶极—偶极作用力,又称定向力.是分子间正负部 分相互吸引定向排列而产生的力,存在于永久偶 极的极性分子. (2) 色散力 非极性分子中电子运动可能产生瞬间 偶极而产生的极弱引力. (3)氢键 部分带正电荷的氢与另一个分子中电负 性强的原子相互吸引而与其未共用电子对以静电 引力相结合,这种作用力叫氢键.氢键是分子间作 用力最强的一种力.一般约25KJ/mol
对于双原子分子来说,键的偶极矩就是分子的偶极矩, 对于多原子分子来说,分子的偶极矩是各键的偶极矩的矢量和.因此, 多原子分子的极性不只决定于键的极性,还决定于分子的形状,如水 分子是极性分子,CCl4是非极性分子.
Cl C
Cl Cl
Cl
分子具有极性,分子间相互作用力就会增加,熔沸点升高，水溶性 较好.分子间的作用力较弱,比键能至少小一个数量级,这种力称为范 德华力.范德华力从本质上讲也是静电作用力,主要来自于分子的偶 极间的相互作用.分子间作用力有以下三种:
乙酰氯
酯
C
OR
O
CH2CH3 乙酸乙酯
化合物类名
官能团结构
化合物代表
胺
N
R1 R2
HN
CH3 CH3
二甲胺
六、有机化合物的结构测定 有机物的结构测定是有机化学研究中很重要的一 部分工作，大致步骤为： 1.分离纯化 2.物理常数的测定 3.元素的定性定量分析 4.分子量测定 5.结构测定 化学方法和物理方法.
二.烷烃的命名 1.普通命名法 十个碳以下烷用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、 癸表示碳原子数目，十个以上用十一、十二、十三等表 示碳原子数目；用“正”表示无支链，用“异”表示端 CH3 基有
CH3 CH CH3
结构,用“新”表示端基有
CH3
C
结
CH3
构.
用正、异、新可以区别不多于五个碳原子的烷烃的 同分异构体，但命名多于五个碳原子的烷烃, 对有些异 构体就无法命名，请看以下化合物：
元素
C
H
2.2
N
3.0
O
3.5
F
4.0
Cl
3.0
Na 0.9
Mg 1.2
Al
1.5
电负性 2.5
可以看出,有机物分子中,碳原子和其他元素的原子一般与 共价键相结合,形成稳定的分子结构. 共价键的概念是LewisGN(路易斯)于1916年首先提出的, 他指出原子的电子可以配对成键,以使原子能够形成一种 稳定的惰性气体的电子构型.例如:
结构相似,在组成上相差若干个CH2 的一系列化合物称为同系列. 同系列中的各化合物称为同系物. 2.同分异构体 分子式相同,但结构不同的化合物称同分 异构体. 丁烷C4H10有两种结构: 1.同系列