有机化学理论要点(共振论)
3-共振论简介
共振论简介
eg. C10H8 P1,2= 1 + 2/3 = 1.67 P3,4= 1 + 2/3 = 1.67
P2,3 = 1 + 1/1 = 1.33
1,2键比2,3键长，奈是拉长的六边形结构。
1 2
3 4
共振论简介
3．判断酸碱性的强弱 Ka
XH ―→ X- + H+
X- 的共振式越多，结构越稳定，Ka值越大， 酸性越强。
实际：主要发生取代反应
Br2
Br
共振论简介
理论：二取代产物应该有两个
Br
Br
Br
Br
实际：二取代产物只有一个
Br Br
共振论简介
用传统的价键理论不能解释……
共振论简介
§1 共振论的主要内容 Solomen的共振规则 1.当一个分子、离子或游离基按价键理论可 以写成一个以上lewis结构式时，则任何一 个结构都不能圆满地表示它地结构。真实地 结构是这些共振结构式的杂化体。这些共振 杂化体仅仅是纸面上的非真实结构。
2β
共振结构
2
奥 3.36β
2
萘
联苯
蒽
菲
3.683β 4.383β 5.316β 5.444β
3
4
4
5
共振论简介
稳定性 PhCH2+ > RCH2+
C2 H
C2 H
C2 H
C2 H
共振论简介
2．对键长的判断
Pi = 1 + ND/SC
1
2
ND - 双键出现次数
SJ - 合理共振式数目
eg.C6H6 P1,2= 1 + 1/2 = 1.5 P2,3 = 1 + 1/2 = 1.5 P1,2 = P2,3 键长相等，为正六边形结构。
有机化学中的核磁共振理论
有机化学中的核磁共振理论有机化学是研究碳氢化合物（有机化合物）的科学。
其中，核磁共振（NMR）是分析有机分子结构和化学键的常用方法之一。
本文将为读者详细介绍有机化学中的核磁共振理论。
一、核磁共振现象核磁共振是20世纪40年代初期发现的现象。
当分子的原子核被置于强磁场下时，它们会呈现不同频率的共振吸收现象。
核磁共振现象来源于原子核带有的自旋角动量。
原子核自旋产生一个磁矩，它会随着外加磁场的强度方向进行调整。
一般来说，不同类型的原子核（如氢、碳等）具有不同的自旋角动量和磁矩大小，因此它们会呈现不同的共振吸收频率。
二、核磁共振谱当我们将样品置于强磁场下，并通过向样品中加入一定频率的电磁波来引起共振吸收现象，所有核对该频率会发生吸收，我们便会得到一个核磁共振谱。
核磁共振谱可显示出样品中各种核的相对数量，以及它们所在的结构上的化学环境。
三、化学位移核磁共振谱上的化学位移（chemical shift）是一个重要的参数。
化学位移是指分子内的不同核吸收电磁波频率的差异。
化学位移本质上是由于样品中的不同核处于不同的磁场环境中引起的。
不同的磁场环境可能来自于分子中毗邻的原子，对应键的性质，或者分子的化学环境。
因此，化学位移可以告诉我们关于分子结构和化学键的信息。
四、耦合常数在核磁共振谱中，同一分子中的相邻核之间可能存在耦合常数（coupling constant）。
耦合常数定义为相邻核之间的距离和化学键的性质引起的共振吸收频率差异。
通过分析耦合常数，我们可以推断出相邻核之间的分子肢解模式以及它们之间键的类型。
此外，耦合常数还可以用于确定分子的立体化学信息。
五、磁等效性磁等效性（magnetic equivalence）是指分子中所有的核（如氢、碳等）被分类为同一种类别的情况。
当两个核处于相同的磁场环境中时，它们会呈现相同的化学位移和吸收峰。
磁等效性可以帮助我们简化核磁共振谱的分析过程。
六、总结核磁共振是有机化学中主要的谱学方法之一。
有机化学基础知识点整理共振现象与共振结构
有机化学基础知识点整理共振现象与共振结构共振现象与共振结构共振是有机化学中一个基本的现象，它在化学反应和分子结构的稳定性中起着重要的作用。
本文将对共振现象进行综合介绍及其在有机化学中的应用进行探讨。
一、共振现象的定义共振指的是分子中的电子在不同原子或化学键之间自由移动的能力。
当一个分子有多个共轭体系（共轭双键或共轭环）时，共振现象会发生。
电子能够在不同位置上自由移动，形成了共振结构，使分子具有相对稳定的特征。
二、共振现象的原理共振现象可以通过分子轨道理论来解释。
在分子中，由于原子之间的距离和角度的限制，电子在空间中以一定的方式进行分布，形成了分子的分子轨道。
而共振现象发生时，电子不再局限在一个具体的化学键上，而是可以在共轭体系中进行自由运动，从而形成多个可能的共振结构，这些共振结构叠加在一起，形成了分子的实际结构。
三、共振现象的表现共振现象通常可以通过多种方式来表现：1. 共振稳定化：共振结构的叠加使分子的能量更低，从而增加了分子的稳定性。
这就是为什么共振体系通常比相应的非共振体系更加稳定的原因之一。
2. 共振杂化：当一个分子具有共振结构时，不同共振结构上的原子轨道可以进行杂化，形成新的杂化轨道，从而影响分子的化学性质和反应活性。
3. 共振效应：共振结构的叠加会影响分子中各个部分的电子密度和电荷分布，从而对分子的化学性质产生影响。
四、共振现象的应用共振现象在有机化学中有广泛的应用，下面列举一些常见的应用：1. 共振稳定化和反应性：共振可以增加分子的稳定性，使得其中的化学键更加难以断裂。
这在解释某些有机反应的机理时非常有用。
2. 共振控制：通过引入或去除共振结构，可以调整分子中的电子密度分布，从而实现对反应的控制。
这在有机合成中有重要的应用。
3. 共振波长：共振结构的叠加会影响分子的吸收光谱，使得共振体系的波长范围发生位移。
这可用于分析和鉴定有机物。
4. 共振稳定的自由基：共振结构可以增加自由基的稳定性，使其在化学反应中更加活泼和选择性。
[分享]共振论
![[分享]共振论](https://img.taocdn.com/s3/m/b469be187dd184254b35eefdc8d376eeaeaa17c4.png)
共振论存在着电子离域的体系包括分子、离子、自由基，用经典的路易斯结构式不能完全、准确地表示出这个体系的真实结构和性质。
例如，1,3-丁二烯用CH2=CH-CH=CH2不能描述出其体系内电子云平均化，C-C有部分双键的性质，C=C比正常C=C键长等。
为了解决用经典的路易斯结构式表达复杂的电子离域体系的矛盾，鲍林在1931-1933年间提出了“共振论”。
共振论是用经典的结构式表达电子离域体系，是价键理论的延伸。
在有机化学中经常被使用，比较方便地解决了电子离域体系的表示，但有它的局限性。
一、共振论的基本概念对于电子离域体系的化学物种，不能用一个经典结构式表示清楚其结构，可用几个可能的经典结构式表示，真实物种是这几个可能的经典结构的叠加——共振杂化体。
表示离域体系的可能的经典结构称做极限结构或共振结构，共振结构的叠加得到共振杂化体，共振杂化体才能较确切地代表真实物种的结构。
1,3-丁二烯可用一系列共振结构表示：每个式子叫共振结构式或共振极限结构式，“<—>”双箭头符号表示共振结构之间的叠加或共振；合起来表示真实的1,3-丁二烯。
表示共振结构的叠加关系，不同于互变异构体间表示互变关系。
共振杂化体是一单一物种，只有一个结构。
极限结构式表示电子离域的极限度。
一个物种的极限结构式越多，电子离域的范围越大，体系能量越低，物种越稳定。
任何一个极限结构的能量都高于共振杂化体的能量，真实物种与最低能量的极限结构（最稳定的极限结构）的能量差称为共振能。
它是由电子离域而获得的稳定化能，与共轭能是一致的。
每个极限结构对其共振杂体的贡献是不相等的。
极限结构越稳定，对共振杂化体的贡献越大。
相同的极限结构贡献相等。
例如，1,3-丁二烯的共轭能为14kJ·mol-1，可用下列极限结构表示：CH2=CH-CH=CH2是最稳定的极限结构，对杂化体贡献最大，它与真实分子的能量差为共振能；后面几个极限结构是不稳定的，能量较高，对共振杂化体的贡献小，有时可以不考虑；和相同，对共振杂化体的贡献相等。
有机化学教学中的共振论
有机化学教学中的共振论作者：王雅珍林伟来源：《江苏理工学院学报》2015年第04期摘要：共振论是一种分子结构理论，在有机化学中具有较为广泛的应用。
从阐述了共振论的产生及其有关的基础知识出发，介绍了共振结构式的书写规则，总结了共振结构式对共振杂化体贡献的规律，概括了共振论在有机化学中的应用。
关键词：共振论；共振杂化体；有机化学中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：2095-7394（2015）04-0079-090 引言共振论是20世纪30年代由L.C.鲍林，是为了更好地描述化合物的结构和性质之间的关系，提出了共振理论。
共振论使用了化学家所熟悉的化学语言和经典结构要素，化学工作者直接应用的直观物理模型，对于一系列有机化合物的物理和化学性质的解释简单明了又符合实际。
所以，目前在国内外的许多有机化学教材中较普遍采用共振论。
本文对共振论在有机化学教学中的应用进行了归纳和总结，对于深入理解有机化学中的一些物理、化学性质具有一定的作用。
1 共振论的产生当用价键理论来书写具有共轭体系的化合物的结构式发现，经典结构式不能圆满地表示它的结构。
最典型的例子就是苯，苯的凯库勒（Kekülé）结构式可以写为（a），也可以写成（b）。
结构式（a）和（b）都不能完全反映苯的真实结构，实际上，苯没有单双键之分，键长都为0.139 nm，介于典型单键键长（0.154 nm）和双键键长（0.134 nm）之间；在化学性质方面，苯具有特殊的稳定性，表现为典型的化学反应不是烯烃的加成反应，而是取代反应。
为了解决这一矛盾，鲍林通过无数次实验测量苯的6个碳原子的键角及键长，用线性变分法对共轭烯烃及芳香烃进行了理论计算，其计算值与实验值完全符合，计算结论与经典力学中的谐振子的结果类似。
于是美国的化学家鲍林（Pauling L）于1931至1933年提出了共振理论。
共振论认为，一个真实的物质（分子、离子或自由基）的结构如果不能用单一的经典结构式表达时，可用多个经典结构式的共振来表达该分子的结构，物质的真实结构是这些可能的经典结构式的叠加。
有机化学理论要点(共振论)
H2SO4
O18 CH3COH
+
O
18
CH3COH
O18 CH3CO-Na+
O
CH3CO
18 -
共振式的意义
用若干个经典结构式的共振来表达共轭分子的结构。
分子 结构式 共振式
甲烷 （非共轭分子）
H H-C-H H
+
CH2=CH-CH=CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH-CH=CH2 CH2=CH-CH-CH2
OH
OH
不可能结构
OH
OH
OH
OH
可能结构
8. 其他因素相同，当没有电荷产生时，有更大的共振稳定作用。
N CH3
N CH3
N CH3
9. 当有两个或两个以上能量最低的等价结构是稳定性最大。
环戊二烯的酸性比环己烷约强1030倍，因为它失去质子形成的 负离子有五个相同的参与体。
10. 重要的共振参与体必须具有合理的键长和键角。
CH2
CCH3 OH
CH3CCH3 O CH3CCH3 O
CH2
CCH3 OH
2.所有的经典结构式中，配对的或未配对的电子数目 应当是一样的。例如：
[ CH2 [ CH2
CH CH
CH2 CH2
CH2 CH2
CH CH
CH2 ] CH2 ]
弯箭头表示电子的移动方向，但不能移动原子的位置和改变未 配对电子的数目。
Br
Br
Br
Bu-t
2)
t- Bu + Br2 Bu-t
-40℃
Br
Br
1,2- 加成 Bu-t
理论有机化学 第三章 共振论简介
共 振 论 简 介
OH E OH E H
OH E E H
OH E E H E H E H E H OH OH
OH E H
OH E H
OH E H
OH
OH E H
OH
E H
OH OH
共 振 论 简 介
N02 E N02 E H N02 E H N02 E H
地结构是这些共振结构式的杂化体。这些共
振杂化体仅仅是纸面上的非真实结构。
共 振 论 简 介
解决了苯环结构的四个问题
共 振 论 简 介
O O C O O
O C O O
O C O
碳酸根的共振结构
共 振 论 简 介
2. 在写共振式时只允许电子的移动，原子 核的位置不能变。
CH2 CH2=CHCH2
共振
共 振 论 简 介
练习：写出对硝基苯酚负离子的 合理共振结构式
O
NO2
共 振 论 简 介
§2 共振论的应用
1．定性判断分子稳定性 依据：能写出的共振式越多，真实分子越稳定。
分子 离域能
共振结构
苯 2β 2
奥 3.36β 2
萘 3.683β 3
联苯 4.383β 4
蒽 5.316β 4
菲 5.444β 5
Br2 Br Br
实际：主要发生取代反应
Br2 Br
共 振 论 简 介
理论：二取代产物应该有两个
Br Br
实际：二取代产物只有一个
Br Br
Br Br
共 振 论 简 介
用传统的价键理论不能解释……
共 振 论 简 介
【理论化学机理】共振论的基本原理及其在有机化学中的应用
第一讲 共振论的基本原理及其在有机化学中的应用一、 基本原理1. 极限式、共振、共振杂化体对于乙酸根，可写出如下两个Lewis 结构式H 3(I)(II)H 3O (I)(II)Lewis 结构1 Lewis 结构2如果把结构1、2中的成键电子看作是定域的，那它们之间是有区别的。
它们各代表了两种极限状况，是极限结构。
通过电子位置的变化，可以实现由结构1转变为结构2。
H 3结构1 结构2共振论认为，有些分子或离子的真实结构(例如乙酸根)，并不是任何一个单独的Lewis 结构所能描述的，体现它们的应该是若干个共振结构。
电子位置变化的过程可用双箭头表示。
H 3H 3结构1 结构2CH 3CO 2- 的真实结构可以看作是结构1和结构2的叠加，这种叠加称为共振。
参与叠加的结构称为共振结构，共振的综合结果称为共振杂化体。
又如，酚氧负离子，共振论认为，它是由下列极限式参与共振所得到的杂化体。
2. 共振结构式的书写规则(1) 只允许合理的Lewis 结构。
(2) 电子位置变，原子的位置不变。
离域所涉及到的电子一般为π电子，或为非键电子对以及容易离域到P 轨道上的电子。
(3) 要求有关的原子必须共平面。
亦即，有关原子为SP 2或SP 杂化(有关原子指的是电子位置变化所涉及到的原子)。
(4) 从一个共振结构变化到另一个共振结构，不配对的电子数保持不变。
例如，重氮甲烷CH 2N 2CHH -C H NN两个极限式的不配对的电子数为0，是允许的。
H-第一个极限式的不配对电子数为0，第二个极限式的不配对电子数为2，是不允许的。
3. 极限式对共振杂化体的贡献共振是稳定因素。
共振杂化体的能量低于任一参与共振的极限式。
但并不是所有的共振结构对描述共振杂化体的贡献是等同的。
(1) 含完整八隅体的结构比在价电子层上少于8个电子的结构更稳定，贡献更大。
(2) 共价键的数目愈多，该共振结构愈稳定。
(3) 结构中电荷分离数目愈大，愈不稳定。
共振论_01
判断下列基团Y相对于 是吸电基还是给电基？ 判断下列基团 相对于C=C-Y是吸电基还是给电基？ 相对于 是吸电基还是给电基
Y -CH3,-CH2-R -CF3,-CHX2 -X -OH,-OR -NH2,-NHR,-NR2 -N+R3 -CN -NO2 -CHO,-COOH,-COOR 诱导效应 + 共轭效应 + + + + 总电效应 + + + -
+ [ H 2 C = O. H ] . 1 .. + H 2 C - O. H ] [ . 2
共振式2中C没满足八隅体结构 3．如都有完整的价电子层结构，但带电荷，则负电荷在负性 较强的原子上，正电荷在负性较弱的原子上稳定。 4．一个分子的极限结构式越多越稳定。
共振论对1，3-丁二烯键长平均化解释如下：
CH2= CH-CH=CH2 (1) + _ CH -CH-CH CH2 2 (4) = + _ CH2=CH CH-CH 2 (7)
_ CH -CH CH-+ 2 CH 2 = (2) _ + CH -CH-CH=CH 2 2 (5 )
_ + CH -CH=CH- 2 CH 2 3) ( _ + CH =CH CH CH 2 6) - 2 (
6共轭效应 共轭效应 在单双键交替出现的共轭分子中，P电子的运动范围不在局限在两个碳 原子之间，而是扩充到四个碳原子之间，这种现象称为离域现象 离域现象。 离域现象 当一个原子受到外界试剂的影响，其他原子马上受到影响，不管共轭体 系多大，作用一致，这种作用为共轭效应 共轭效应。 共轭效应 共轭使电子云分布平均化，体系的能量降低，分子或离子的稳定性增强 。 离域有以下几种情况： π-π共轭: C=C-C=C, p-π共轭: HO-C=C, NH2-C=C, X-C=C, RO-C=C, C=C-C+, C=C-C.; p-p共轭:HO-C+, HO-C.. NH2-C+, NH2-C., X-C+, RO-C+; σ-π共轭: CH3-CH=CH2; σ-p共轭: CH3-C+, CH3-C.; 共轭作用由强到弱：π-π共轭> p-π共轭> p-p共轭>σ-π共轭σ-p共轭 氢化热的概念; 氢化热 烯烃稳定性规律：双键上电子云密度越低（越分散），烯烃越稳定。
有机化学-共振论全解
1.1.形式电荷
基本元素的形式电荷如图表1:
电正性、缺电子性、亲电性的区别
1、电正性或电负性是元素本身的性质，与元素的成键方式没有关系。吸引电子能力的 大小确定的。 2、缺电子性是指原子的价电子没有达到8电子结构时的性质。 3、亲电性: 原子有空轨道并且能量低。（可以与亲核试剂反应） 电正性、缺电子、亲电性、形式电荷等性质都是互相独立的 与化学反应性没有必然的关系！ 例如：
O
O R2 R + H2O
Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 793 –796
O O R1 O R2 + R3 H-mont n-Heptane, 150 oC H-mont R2 n-Heptane, 100 oC R1 R R' R1 R3 O O R2 + H2O O R2
O O R1 O R2 + CuBr/CoCl2 Solvent R1 O R2
J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 56-57 J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1798
O R-OH + R1
O R2
InCl3 (5 mol%) Toluene, 80 oC, 15h R1
OH O O + 5a
O
O
2a
4a
Entry
Catayst
Solvent
Yield (%)[b]
1
2
1a
1b[c]
Neat
Neat
71
66
3
4 5[d] 6 7 8 9[e]
1c
1d 1d 1d 1d 1d 1d
Neat
化学共振理论
化学共振理论化学共振理论是有机化学中的一项重要理论，它在解释分子结构和反应机理方面具有广泛的应用。
共振是指同一分子内发生原子或电子的位置变化，而总的分子结构却保持不变的现象。
下面将从共振的概念、产生的原因、应用等方面进行论述。
1. 共振的概念共振是指分子中原子或电子在不同位置之间迅速交换，从而让分子存在多种等价的结构。
这些等价的结构称为共振式，通过它们可以解释化学现象和反应机理。
共振式之间通过共振杂化进行连接，共振现象可以发生在单个双键、多个双键或芳香环上。
2. 共振的产生原因共振的产生是由于某个分子的结构不仅可以用一个简单的势能最小结构来表示，而是存在多个等价的共振式。
这种现象可以通过共振杂化理论来解释。
共振杂化是指分子中的杂化轨道能够覆盖多个核中的电子。
3. 共振的应用（1）解释分子结构：共振理论可以解释许多分子的结构，例如苯环具有共振式，并且分子中的所有碳-碳键长度相等。
另外，共振杂化还可以解释碳原子上的杂化轨道类型。
（2）解释反应机理：共振理论在解释某些有机反应的机理方面具有重要作用。
通过分析共振式的变化，可以预测反应可能发生的位置以及生成物的稳定性。
（3）催化反应：共振作用可以增加反应物和催化剂之间的相互作用，从而提高反应速率。
例如，共振稳定的中间体可以通过与催化剂形成氢键或离子键来获得更强的催化效果。
（4）药物设计：共振理论可以帮助药物设计师设计更稳定和活性更高的药物。
通过增加分子中的共振结构，可以增强药物分子与受体的结合力。
4. 共振与分子稳定性共振可以增加分子的稳定性。
例如，共振稳定的离子可以更容易产生，而共振不稳定的离子则更易分解。
共振稳定性还可以通过共振能的计算来评估。
5. 共振与化学性质共振可以影响分子的化学性质。
例如，共振对碳原子上的活化度和亲核性起着重要作用。
共振结构还可以影响分子的光学性质和磁性。
总结：化学共振理论在有机化学中具有重要的地位，它可以解释分子结构、反应机理，以及影响分子的稳定性和性质。
理论有机化学第三章共振论简介
第九页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十一页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十二页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十三页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十四页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十五页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十六页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三十三页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三十四页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三十五页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三十六页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三十七页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三十八页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三十九页，编辑于星期二：十三点 十分。
第四十页，编辑于星期二：十三点 十分。
第一页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二页，编辑于星期二：十三点 十分。
第三页，编辑于星期二：十三点 十分。
第四页，编辑于星期二：十三点 十分。
第五页，编辑于星期二：十三点 十分。
第六页，编辑于星期二：十三点 十分。
第七页，编辑于星期二：十三点 十分。
第八页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十七页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十八页，编辑于星期二：十三点 十分。
第十九页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二十页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二十一页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二十二页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二十三页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二十四页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二十五页，编辑于星期二：十三点 十分。
第二十六页，编辑于星期二：十三点 十分。
有机化学基础知识点整理核磁共振谱的解读与应用
有机化学基础知识点整理核磁共振谱的解读与应用核磁共振谱（NMR Spectrum）是有机化学中一种常用的分析技术，通过核磁共振现象来研究分子的结构和化学环境。
本文将对核磁共振谱的解读与应用进行整理，并重点讨论相关的基础知识点。
一、核磁共振原理及基本概念核磁共振是指处于外磁场中的核自旋在受到射频辐射激发后产生共振现象。
核磁共振仪中的磁场通常使用强磁场产生，而射频辐射则用于激发核自旋的转动。
1.1 核自旋与磁矩核自旋是指原子核中质子或中子相对于其自身轴线的旋转运动，表现为一个固定的量子数。
核自旋引起的磁矩与其自旋角动量大小成正比，磁矩的方向与自旋角动量的方向相同。
1.2 剧烈旋转磁矩的磁场外加磁场对核磁矩产生作用力，使其在磁场中发生共振旋转。
该旋转角频率与外磁场的强度和核磁矩的大小相关。
1.3 共振吸收现象外磁场作用下的核磁共振旋转使得核磁矩的磁场发生变化，进而激发基于射频辐射的核磁共振共振吸收现象。
二、核磁共振谱的解读核磁共振谱的解读可以从谱线的化学位移、峰的形状以及相对强度等方面进行分析。
2.1 化学位移化学位移是指核磁共振信号出现的位置，通过化学位移的数值可以判断官能团的存在及其化学环境。
化学位移以δ值表示，单位为ppm，相对于参考物质（如四氯化硅、甲基硫醚）。
2.2 谱峰形状核磁共振信号的谱峰形状可以提供关于化学键的信息。
常见的谱峰形状包括单峰、双峰、多峰等，这些形状与分子中的化学键数目和关系密切相关。
2.3 峰的相对强度谱图中峰的相对强度可以提供分子中不同类型的核的数量比例。
例如，氢谱中不同取代基产生的信号强度可以反映氢原子的环境。
三、核磁共振谱的应用核磁共振谱除了可以用于基础的结构分析之外，还广泛应用于有机化学的各个领域。
3.1 分子结构鉴定核磁共振谱可以用于确定分子的结构，通过解读化学位移、耦合常数以及峰的形状等谱线信息，可以确定分子的官能团及它们在分子中的位置。
3.2 化学键性质研究核磁共振谱可以用来研究化学键的性质和转化过程。
有机化学机理理论
第一讲 共振论的基本原理及其在有机化学中的应用一、 基本原理1. 极限式、共振、共振杂化体对于乙酸根，可写出如下两个Lewis 结构式CO OH 3C -(I )(I I )C O H 3C O -(I )(I I )Lewis 结构1 Lewis 结构2如果把结构1、2中的成键电子看作是定域的，那它们之间是有区别的。
它们各代表了两种极限状况，是极限结构。
通过电子位置的变化，可以实现由结构1转变为结构2。
-C O H 3C O COH 3结构1 结构2共振论认为，有些分子或离子的真实结构(例如乙酸根)，并不是任何一个单独的Lewis 结构所能描述的，体现它们的应该是若干个共振结构。
电子位置变化的过程可用双箭头表示。
COH 3C O H 3CO-结构1结构2CH 3CO 2- 的真实结构可以看作是结构1和结构2的叠加，这种叠加称为共振。
参与叠加的结构称为共振结构，共振的综合结果称为共振杂化体。
又如，酚氧负离子，共振论认为，它是由下列极限式参与共振所得到的杂化体。
2. 共振结构式的书写规则(1) 只允许合理的Lewis 结构。
(2) 电子位置变，原子的位置不变。
离域所涉及到的电子一般为π电子，或为非 键电子对以及容易离域到P 轨道上的电子。
(3) 要求有关的原子必须共平面。
亦即，有关原子为SP 2或SP 杂化(有关原子指的 是电子位置变化所涉及到的原子)。
(4) 从一个共振结构变化到另一个共振结构，不配对的电子数保持不变。
例如，重氮甲烷CH 2N 2C HH-C HN N两个极限式的不配对的电子数为0，是允许的。
+C HHN N -第一个极限式的不配对电子数为0，第二个极限式的不配对电子数为2，是不允许的。
3. 极限式对共振杂化体的贡献共振是稳定因素。
共振杂化体的能量低于任一参与共振的极限式。
但并不是所有的共振结构对描述共振杂化体的贡献是等同的。
(1) 含完整八隅体的结构比在价电子层上少于8个电子的结构更稳定，贡献更大。
有机化学-共振论
1.2共振论
1 、共振论(Resonance Structure)：For each σ bonding pattern, there are often several ways in which and nonbonding electrons can be distributed. These different ways are called resonance structures. （不同的共振式像是字母，和在一起才是一个单词）
如何画共振结构？
如何画共振结构？
如何画共振结构？
请判断哪一个共振结构稳定？
两个特例
热力学和动力学
有机化合物的反应能量和速率对反应机理有重要的影响。一个化学反应是否自发的 进行、反应速度的快慢、是否是可逆反应等都与反应式的能量及其反应速率有关。
1.自由能（△G) 反应式的自由能与焓和熵有关。△G=△Ho-T△So 从关系式可以看出自由能与反应所 处环境的温度有关的。（实际研究中常以△H代替△G ）
OO
R1 R
R2 + H2O
Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 793 –796
OO
R1
R2 +
CuBr/CoCl2 Solvent
O R1
O R2
J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 56-57 J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1798
R-OH +
O R1
O R2
InCl3 (5 mol%) Toluene, 80 oC, 15h
活化能（△G＊）
活化能
过渡态
汽油 + O2 25 oC CO2 + H2O
有机化学 共振论简介
共振论是鲍林(Pauling)在1933年左右提出来的，其基本要点如下：
1、当一个分子，离子或自由基按照价键理论可以写出两个以上 的经典结构时，这些结构式构成一个共振杂化体，共振杂化体接 近实际分子。 如苯分子是由下列式子参加共振的：
OC O O
OC O O
碳酸根共振式
OC O O
为共振 符号，与表示平衡的
⑶.在所有极限式中，未共用电子数必须相等 目前，国内外对共振论的看法不一致。
不 同。
这些可能的经典结构式称为极限式，任何一个极限式都不能
够反映该分子的真实结构
2、共振结构式对分子的贡献大小与它们结构的稳定性大小成正 比。在判断关于离子和分子共振结构的相对稳定性时，以下这些 经验规则是常常有用的。
⑴ 有较多共价键ห้องสมุดไป่ตู้结构通常比共价键少的结构更稳定。
⑵ 在电负性大的原子上带负电荷的结构比负电荷在电负性较小的 原子上的结构更稳定；同样，正电荷在电负性小的原子上比电负性 大的原子更加稳定。
O ．．
CH3 C O．．H 较稳定
O
+
CH3 C O．．H
3、书写极限式应注意的规则 ⑴. 必须遵守价键理论，氢原子的外层电子数不能超过2个。第二周 期元素最外层电子数不能超过8个，碳为4价。 ⑵.原子核的相对位置不能改变，只允许电子排布上有所差别。
但不能写成环状结构：
这样改变了碳架，不符合要求。
⑶ 键角和键长有改变的结构不稳定。
⑷ 在其他条件相同时，如果写出主要共振式越多，分子则越稳定。
见教材95页。
（5）满足八隅体的共振式稳定
CH3
+
CH
C． ．． ．l：
CH3 CH C．+．∶ l
有机化学基本理论核磁共振谱学与质谱分析
有机化学基本理论核磁共振谱学与质谱分析有机化学基本理论：核磁共振谱学与质谱分析有机化学是研究含碳化合物的成分、结构、性质和反应的一门学科。
在有机化学中，核磁共振谱学和质谱分析是两种重要的实验技术，它们在确定有机化合物的结构和研究有机反应机理中扮演着重要的角色。
本文将详细介绍核磁共振谱学和质谱分析的基本理论。
一、核磁共振谱学核磁共振谱学（Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy，简称NMR）是利用原子核自旋在磁场中的共振吸收现象来研究化学物质结构和性质的一种方法。
核磁共振谱图通过测量信号在不同磁场下的频率来描述分子中的原子核环境，并且可以提供有关原子核类型、化学位移、耦合常数等信息。
核磁共振谱学的基本原理基于自旋磁矩与外磁场的相互作用。
当核自旋矢量与外磁场平行时，能量最低；与外磁场反平行时，能量最高。
在外磁场作用下，核自旋会在两个能级之间发生翻转，吸收或发射电磁辐射。
核磁共振谱图是以吸收信号强度作为纵坐标、化学位移作为横坐标的图谱。
二、质谱分析质谱分析（Mass Spectrometry，简称MS）是一种可以分析有机化合物的质量和分子结构的仪器技术。
通过将待测样品分子中的化合物经过一系列的离子化、加速、分离和检测，能够获得有关化合物质量、相对丰度以及分子离子峰等信息。
质谱分析的基本原理是将待测物质转化为高速离子束，并通过磁场对离子进行分离，使离子按质量-电荷比（m/z）的比例排列。
通过测量各离子峰的质量-电荷比，并与对应质谱库进行比对，可以确定化合物质量和分子结构。
质谱图以质量（质荷比）作为横坐标，相对丰度作为纵坐标绘制。
三、核磁共振谱学与质谱分析在有机化学中的应用核磁共振谱学和质谱分析在有机化学研究中有着广泛的应用。
它们可以用来确定有机化合物的结构、研究反应机理以及定量分析等。
通过核磁共振谱学，可以确定有机分子中不同原子核的化学位移。
不同原子核受到周围环境的影响不同，所以会产生不同的化学位移值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、电子理论
1、化学键是由电子的配对形成的； 2、参与反应的原子可以失去获得电子；
3、化学键的断裂方式有两种：
A、异裂：X Y B、均裂：X Y
X
+ Y+
X + Y
二、价键（VB）理论 1、化学键是由原子轨道交盖形成的：
C H C C
2、共价键具有方向性和饱和性
3、轨道的交盖趋于最大化：
原子
未共享电 子对数 与原子键 合的基团 数
电荷 + 0
实例
(CH3)3O+
1 O 2
3 2
CH 3OH
3
0 N 1 2 0 C
1
4 3 2 4
+ 0 0
CH3O-
(CH3)4N+
(CH3)3N
(CH3)2N
CH4
CH3-
1
0
3
3
+
CH3
1
2
0
CH3
7.6.3 共振式的应用 有机化学常常根据共振式来定性的比较化合物或反应的活性中 间体的稳定性。如：乙烯氯的结构用共振式表示：
核电荷的计算
电荷= A ( B +C ) 2 A: 中性原子最外层电子数 B: 共享电子数 C: 未共享电子数
例如：
H H O A= 6 B= 4 C= 4 电荷= 0 H H O A= 6 B= 2 C= 6 电荷= -1 H O A= 6 B= 6 C= 2 电荷= +1 H
表1列出了各状态下氧、氮和碳上的电荷 表1 原子上的电荷
[ CH2
CH
.. Cl ..
CH2CH
..
Cl ]
由于第二个经典结构式中正负电荷分离，并且正电荷在电 负性大的氯原子上，其能量显然比第一个经典结构式高。 第一个经典结构式的贡献大。但，第二个经典结构式也有 一定的贡献，因此，氯乙烯分子中C—Cl键具有部分双键性 质，不容易起取代反应。
烯丙自由基和烯丙碳正离子的结构也可用共振式表示：
O CH3C OO N+ OOOC O OC O N+ O O O C OOCH3C O O O
每个经典结构式都有自己的贡献，能量越低，贡献越 大。
3.等同的经典结构式贡献相等。 4.经典结构式中，如所有属于周期表中第一和第二周期 的原子都满足惰性气体电子构型，其贡献较未满足的大。
[ H2C
..
O H
+
1,3-丁二烯 有，目前 + + （共轭分子） 写不出来。 CH2-CH-CH=CH CH =CH-CH-CH 2 2 2 + 真实分子是所有的极限
结构杂化产生的，称为 极限结构的杂化体。
+
双箭头
表示共振杂化体的专用符号，不能与平衡符号 混淆
中心思想：用不存在的经典结构式来描述真实的分子 结构式。 要点： 1.用经典的结构式不能描述一个分子的真实存在，就 可以用几个价键结构式来共同描述。 2.真实结构可以是几个经典结构式的杂化体。 3.经典结构式又叫共振式。 4.共振式是假想的。
NO2 NO2
NO2 NO2
NO2 NO2
NO2 (2)
NO2
NO2
NO2
NO2 NO2
NO2 NO2
NO2 NO2
NO2 NO2
(3)
NO2
NO2
NO2
NO2
共振式在写反应机理上的应用：例如，
O C6H5O CH CH C CH3 OHO H2O O CHCH2CCH3
解答：
O CH CH
OC6H5OCH CH C CH3
C6H5O
C
CH3
O
-
OH C6H5O
CH OH
CH
C
CH3
O -C6H5OCH OH CH C CH3
O O CHCH2CCH3
交盖程度越高形成的化学键越稳定；
反之，交盖程度越低形成的化学键越不稳定
稳定
较稳定
不稳定
Br2
Br
Br
D、能量相近的原子轨道可以发生杂化，而形成能量 相同的杂化轨道，例如：SP、SP2和SP3等 三、分子轨道理论（略）
四、共振论
1、问题的提出
（1）苯的结构？
（2）反应：
O
18
CH3COH
NaOH
A
NO2
NO2
第一式的解释
CH3 + +NO2 CH3 NO2
CH3
NO2
CH3 (1) NO2
CH3 NO2
CH3
NO2
CH3 (2)
CH3
CH3
CH3
NO2
NO2
NO2
NO2
(3)
CH3
CH3
CH3
CH3
NO2
NO2
NO2
NO2
第二式的解释
NO2 + +NO2 NO2 NO2
NO2 (1) NO2
OH
OH
不可能结构
OH
OH
OH
OH
可能结构
8. 其他因素相同，当没有电荷产生时，有更大的共振稳定作用。
N CH3
N CH3
N CH3
9. 当有两个或两个以上能量最低的等价结构是稳定性最大。
环戊二烯的酸性比环己烷约强1030倍，因为它失去质子形成的 负离子有五个相同的参与体。
10. 重要的共振参与体必须具有合理的键长和键角。
+
H2C
+
.. ] O
贡献小
5. 没有正负电荷分离的经典结构式贡献较大。例如：
..
OH
CH3C 贡献小
OH
贡献大
6.在估计参与体的重要性时注意原子的电负性：
CH3 C O 重要 CH3 CH3 C O CH3
CH3
C O
CH3
CH3
C O
CH3
不重要
7. 第一列的原子，包括碳、氧和氮最外层不可能超过8个电子。
H2SO4
O18 CH3COH
+
O
18
CH3COH
O18 CH3CO-Na+
O
CH3CO
18 -
共振式的意义
用若干个经典结构式的共振来表达共轭分子的结构。
分子 结构式 共振式
甲烷 （非共轭分子）
H H-C-H H
+
CH2=CH-CH=CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH-CH=CH2 CH2=CH-CH-CH2
Br
Br
Br
Bu-t
2)
t- Bu + Br2 Bu-t
-40℃
Br
Br
1,2- 加成 Bu-t
√
Bu-t 80℃ Br Br 1,4- 加成 Bu-t
×
t- Bu
Br
Bu-t
×
Br
×
t-Bu
Br
Bu-t
真实的分子在更大的程度上象贡献大的经典结构式， 但贡献小的经典结构式并非毫无意义，在有的反应中 真实分子更象贡献小的经典结构式。
真实的分子能量比每一个经典结构式的能量都低。
写共振结构式的原则： 1.核不动；2.数不变；3.能量低；4共平面 能量指的是表观能量，也就是电荷分散的稳定；共轭越 多越稳定。如，H3CN3。
H3C N N N H3C N (Ⅱ) N N H3C N N N
2-
(Ⅰ)
(Ⅲ)
共平面：如：
Br 1) -40℃ + Br2 80℃ Br Br 1,4- 加成 Br 1,2- 加成
[ CH2 [ CH2
CH CH
CH2 CH2
CH2 CH2
CH CH
CH2] CH2]
两个经典结构式是等同的，这两个活性中间体 都比较稳定，因此，丙烯容易在甲基上起自由 基取代反应，烯丙基氯容易起SN1反应。
共振式对芳烃取代的解释：
CH3 HNO3/H2SO4 CH3 NO2 + CH3
NO2
NO2 HNO3/H2SO4
采用共振式时应当注意的问题 共振式中的经典结构式不能随意书写，对它们有一定 的选择标准。 各种经典结构式中原子在空间的位置应当相同或接近相 同，它们之间的差别在于电子的排布。例如：
CH2CH Cl
CHCH3 和 CH2
CHCHCH3 Cl
不能看作两个经典结构式，因为氯原子在空间的位置不同。 烯醇式和酮式也不能作为经典结构式，因氢原子的空间位置不 同。
CH2
CCH3 OH
CH3CCH3 O CH3CCH3 O
CH2
CCH3 OH
2.所有的经典结构式中，配对的或未配对的电子数目 应当是一样的。例如：
[ CH2 [ CH2
CH CH
CH2 CH2
CH2 CH2
CH CH
CH2 ] CH2 ]
弯箭头表示电子的移动方向，但不能移动原子的位置和改变未 配对电子的数目。