应用化学系课件第1章电子效应
武汉大学有机化学课件-电子效应
3 共轭效应
4 邻位效应
共轭系统中的电子能够在分子中传递，影 响反应的进行。
反应发生在邻近位置的基团能够通过电子 效应影响反应过程。
常见的电子效应案例
1
取代反应
电子效应影响反应中的副产物选择和反应速率。
2
加成反应
电子效应调控加成反应中的立体选择性和产物构象。
3
消旋反应
电子效应决定了消旋反应中酶的立体选择性。
调整分子的性质
电子效应可以改变有机分子的化学性质，影响其溶解性、稳定性等特性。
电子效应的定义和基本概念
电子效应是指电子在有机化学反应中的相互作用和影响。它涉及到电子的转 移、共轭和邻位效应等基本概念。
电子效应的类型
1 电子给体效应
2 电子受体Leabharlann 应电子给体能够提供电子，使反应继续进行。
电子受体能够接受电子，参与反应的发生。
电子效应的应用
药物合成中的应用
电子效应指导药物合成中的反 应路径和产物设计。
有机化学反应中的应用
新材料研究中的应用
电子效应影响有机反应的速率、 产物选择性和反应条件选择。
电子效应辅助新材料的设计和 开发。
解答常见问题和解释疑点
1 电子效应在反应速率上的影响
2 电子效应对分子性质的影响
通过调整电子状态，电子效应可以影响反 应速率的快慢。
武汉大学有机化学课件电子效应
欢迎来到本课件，我们将介绍有机化学中的电子效应。电子效应在化学反应 中起着重要的作用，并对许多应用产生影响。
电子效应的意义和作用
提高反应速率
电子效应能够加速有机反应的进行，提供反应过程中所需的电子。
影响反应立体选择性
通过调控电子状态，电子效应可以控制有机反应的立体选择性，影响产物的构象。
应用电化学第一章(1-2)
应用电化学教师：江莉材料科学与工程学院12011-2012第二学期课程安排•讲课：48学时学分：3 学分•专业必修课•闭卷考试平时成绩20% + 期末考试成绩80%2课程的地位与任务《应用电化学》是一门利用电化学基本原理，解决科学研究和生产实际中涉及电化学应用领域内有关金属腐蚀、金属电沉积及化学电源等方面的实际问题的课程。
3•电化学的定义Ø研究物质的化学性质或化学反应与电的关系的科学。
Ø研究电能与化学能相互转化及转化过程规律的科学。
Ø研究电与化学变化之间的关系，即立足于物质与电流的磁、热、化学作用。
Ø研究电化学平衡（热力学范畴）与电化学反应速度（动力学范畴）的科学。
Ø研究带电界面上所发生现象的科学。
Ø研究载流子（电子、空穴、离子）在电化学体系（特别是离子导体和电子导体的相界面及其邻近区域）中的输运和反应规律的科学。
4国际电化学会的专业分会（1）基础界面电化学；•跟踪“电极/溶液”界面在电化学反应过程中的实时变化，通过建立合理的物理模型，推测“电极/溶液”界面及电化学反应的真实物理图景、明确电化学反应机理。
（2）电极和电解材料；（3）分析电化学；•现代电分析技术领域，包括新的方法学、传感器、检测器及各种微体系（4）分子电化学；•通过电子控制分子器件进而控制体系的氧化还原过程。
5国际电化学会的专业分会（5）电化学的能量转换；•燃料电池（6）腐蚀、电沉积和表面处理；•电镀、电泳、阳极氧化（7）工业电化学和电化学工艺学；•涉及电化学技术在工业中的应用，工艺的改进和调试（8）生物电化学；•电化学及实验方法研究生物现象的边缘分支学科,生物电化学传感等电分析方法在活体和非活体中生物物质检测及医药分析6美国电化学会的学术分会（1）电池；（2）腐蚀；（3）介电体科学和技术；（4）沉积；（5）电子学; （6）能源技术;（7）高温材料；（8）工业电解和电化学工艺；（9）荧光和显示材料；（10）有机生物电化学；（11）物理电化学；（12）传感器78应用电化学的主要研究领域9课程的地位与任务•本课程的基本教学内容包括八大部分：（1）电化学理论基础（6学时）；（2）电催化过程（6学时）；（3）化学电源（6学时）；（4）金属的表面精饰（6学时）；（5）无机物的电解工业（6学时）；（6）有机物的电解合成（6学时）；（7）电化学传感器（4学时）；（8）电化学腐蚀与防护（6学时）。
应用电化学(课堂PPT)
formation & transformation
of matters
Electric power
Chemical
Energy
power
conversion
6
电化学作为基础科学的研究范围
Solid-liquid interface
Interfacial charge transfer
Mass transport
分类 ①金属电极：由金属及相应离子组成，其特点是氧化还原对可 以迁越相界面，如Cu2+｜Cu。 ②氧化还原电极：由惰性金属电极及溶液中氧化还原离子对组 成，特点是氧化还原对不能迁越相界面。如，Pt｜Fe2+，Fe3+等。
15
③气体电极：由惰性金属电极及氧化还原对 中一个组元为气体组成的 ，如氢电极Pt｜ H2(g)｜H+(aq)。
9
两类导体
Electronic conductors（Metals、Semiconductors);
Ionic conductors (electrolyte solutions, solid electrolyte, ionic liquid, melted salts);
Note: Ionic conductors alone can not constitute a closed circuit to conduct current.
How? --- The reaction mechanism and kinetics (rates)
主要研究内容:
• 反应速率~电势间的依赖关系（The Reaction rate ~ Potential dependence and the nature behind）
《电子效应》PPT课件
δC+H2
δ+
CH CH
Oδ -
δ-
δ+
δ - δ - OH
2. 共轭效应是一种“远程”效应。即当共轭效应沿着共轭体系传递时， 不管距离多远，强度几乎无衰减，覆盖共轭链全部。其原因是因为共轭 效应是沿着共轭链传递的，而共轭体系中的π电子或P电子容易离域， “屏蔽效应”非常小。
3.共轭效应的方向性。不像诱导效应，只要发生，其电子云的必然朝着 某一方向偏移。如1所述，共轭效应电子云的变化有两种情况，只有发
甲基均为吸电基团
CD3 CH2
CD3 μ =0.073
ⅱ 烷基在诱导效应中的类型主要决定于其所处的环境。如烷基和 吸电基团（如羧基、硝基、醛基、羰基、羟基、氨基、苯环、烯键、炔 键等）相连则为供电基团；如烷基和烷基相连，则为吸电基团。
3.2.1.5 静态诱导效应对分子理、化性质的影响
一、通过影响分子的极性而影响物质的熔点、沸点及溶解度 静态诱导效应固定地影响分子中电子云的密度和分布，因而也
CH3 CH2 CH2CH2 Cl 极性分子
OH 非极性分子 极性分子
原因：
δδδ +
CH3 CH2
δδ +
CH2
H
Cδ +
δCl
H
δδδ + δδ + δ+
δO
δ+
H
δδδ + δδ +
在上式中：“→”表示诱导效应（inductive effects I）电子云变化
的方向δ；+ δ -
“ ”或“ ”表示由于电子云变化而导致
分子内 原子种类 部环境 原子之间连接顺序和方式
分子外 所处体系的类型 部环境 共存物质的类型及浓度
应用电化学演示课件(PPT)整理版
2024/1/30
5
原电池与电解池工作原理
原电池
将化学能转化为电能的装置，其工作原理基于氧化还原反应 。
电解池
在外加电压作用下，使电解质溶液发生电解反应的装置。
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6
离子导体与电子导体特性
离子导体
依靠离子的迁移来导电的物质，如电解质溶液和离子晶体。
电子导体
依靠自由电子的迁移来导电的物质，如金属和石墨。
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05
电化学传感器技术及应用
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23
电化学传感器基本原理及类型
电化学传感器定义
利用电化学原理将被测物质浓度 转换为电信号进行检测的器件。
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工作原理
基于被测物质与敏感电极之间的化 学反应，通过测量电极电位、电流 等电学量实现物质浓度检测。
类型
根据敏感电极材料和反应原理不同 ，可分为电位型、电流型、电导型 和电容型等。
碳基超级电容器研究进展
碳材料作为电极
具有高比表面积、良好导电性和化学稳定性等特点，是超级电容器的主要电极材料。
研究进展
近年来，碳纳米管、石墨烯等新型碳材料的出现为碳基超级电容器的发展带来了新的突破，提高了其能量密度和 功率密度。
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金属氧化物超级电容器性能分析
金属氧化物电极
如RuO2、MnO2等，具有较高的理论比电容和优异的电化学性能。
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锂离子电池结构组成与工作原理
01
02
03
结构组成
正极、负极、隔膜、电解 液
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工作原理
锂离子在正负极之间往返 嵌入和脱出，实现充放电 过程
高等有机化学课件第三章
3、共轭效应 共轭体系中，电子云不是定域在成键原子之间，而
是围绕整个分子形成了整体的分子轨道，因而体系能 量降低了，形成离域。结果是体系能量降低。
离域能（共轭能、共振能） 共轭效应仅存在于共轭体系中，体系越大，能量越 低，键长平均化趋势越大，体系越稳定。 共轭效应沿共轭体系传递。
三、场效应
场效应：指不通过碳链传递的而是通过溶剂或空间传递 的电子效应。 诱导效应和场效应都是电子效应，只是传递方式不同。
C(CH3)3
C(CH3)3
COOH
C(CH3)3
C(CH3)3
4、选择性酰化反应 利用空间效应可进行选择性反应
OCH3
NH2
Cl
NHCOCH3
Cl NO2
OCH3 NO2
OCH3 NH2
OCH3 NH2
NO2
NO2
NH2
NHCOCH3
二、空间效应对酸碱性的影响
1、对酸性的影响
OH
OH
CH3
CH3
O
OH
C
Cl
四、烷基的电子效应
从电负性上看 C 2.3 H 2.1 而与饱和碳原子相连，烷基应是吸电子基，从NMR 也证明此点。
与不饱和碳原子相连，存在σ-π超共轭和诱导效应， 共轭大于诱导结果烷基是斥电子效应。
与碳自由基相连，存在σ-π超共轭和诱导效应，共轭 大于诱导结果烷基是斥电子效应。
与碳正离子相连，存在σ-π超共轭和诱导效应，共轭 大于诱导结果烷基是斥电子效应。
第三章 电子效应和空间效应
第一节 电子效应
一、诱导效应
诱导效应：由于成键原子的电负性不同，而使整个分 子的电子云沿着碳链向某一方向移动的现象。
诱导效应的产生与共价键极性有关
《基础应用化学》课件 第一章-物质结构
1 泡利不相容原理
2
能量最低原理
3
洪特规则
原子结构与元素周期系
1、泡利不相容原理
科学家泡利（W·Pauli，1900～1958）于1925年根据元素在周期表中的位置和光谱 分析的结果提出：“在同一个原子中没有运动状态四个方面完全相同的电子存在”， 即泡利不相容原理。由此可以推出：
1）每个原子轨道只能容 纳两个电子，且自旋方 向相反。因为只有这样 才能使原子的能量最低。
另外，由于电子在原子核外同不区域出现的几率不同，我们通常用小黑点来表示核外电子在某 处出现的几率大小。小黑点密，说明电子云密度值大，即电子在该处出现的几率大；小黑点疏， 说明电子云密度值小，即电子在该处出现的几率小。 电子出现机会最大的区域，就是电子云密度最大的地方。把电子出现的几率相等的地方联接起 来的线，称为等密度线，亦称电子云的界面，这个界面所包括的空间范围称为原子轨道。
原子结构与元素周期系
3）磁量子数m
电子层n 1 2 3
4
电子亚层l
亚层符号
磁量子数m
轨道数
0
s
0
1
0
s
1
p
0 4
0，+1，-1
0
s
0
1
p
0，+1，-1
9
2
d
0，+1，-1，+2，-2
0
s
0
1
p
0，+1，-1
16
2
d
0，+1，-1，+2，-2
3
f
0，+1，-1，+2，-2，+3 ，-3
各电子层的原子轨道数
电子云形状相同时，电子所处电子层数 越大，说明电子离核越远，电子的能量 也就越高。由于n只能取正整数，所以电 子的能量是不连续的，或者说能量是量 子化的。
第一章 有机化学中的电子效应和空间效应
R EtOH + H C Br
R EtO C H + HBr
H
H
R
H3CCH3CH2-
相对速度
1.0 0.28
SN2 反应 乙氧基从背后进攻
(CH3)2CH-
(Isopropyl)
(CH3)3C-
(t-Butyl)
0.03 4.2× 10-5
R越大，位阻越大
24
张力对反应活性的影响
当胺同质子酸作用时，其碱性强度顺序为：
18
D
使分子的偶极距增加：
H CO
H μ : 2.27
CH3
在叔碳正离子中 C－H键与空的p轨
H C CH O 道具有9个超共轭
H
效应的可能。 结果：正电荷分
2.73
散在3个碳原子上。
使正碳离子稳定性增加：
H
H
HH C HH
C C C
H
H
>
H
H C HH
H C C
H
>
H
H C
H
H C
H
H
H
H >H C
H
19
四. 场效应 (Field effect)
当分子中原子或原子团间相互作用，通过空间 传递的电子效应 。（不通过键链传递）
邻氯代苯丙炔酸： 氯的供电性使酸性减弱。
C C C O Cl
δδ
Cl
H
O
pKa:
大
C CC O HO
小
场效应是依赖分子的几何构型的。
诱导效应和场效应通常同时存在，且方向一致。
几乎不与R3B作
用
25
来自于离去基团背后的张力－B-张力 (Back Strain， 后张力)
《电子效应》PPT课件.docx
第四章电子效应理论与空间效应3. 1概述3.2诱导效应3. 3共辘效应3. 4场效应3. 5空间效应因此把分子内电子云密度和分布受自身结构和外界因素影响而发生的 变化，以及这种变化对化合物（特别是有机化合物）分子的理、化性质所 产生的影响叫电子效应。
电子效应理论对于定性判断一个化合物的物理化学性质是很重要的。
片子内影响电子云密度和分布的因素，即导致电子效应产生的原因 效应可以分作三种类型，可用下图表示：r 诱导效应：由于组成分子的原子之间电负性的差异而产生，通过共价键而传递的电子效应。
共觇效应：由于分子中的共純体系而产生，通过共轨链 原子种类原子之间连接顺序和方式 歼外所处体系的类型 部环境共存物质的类型及浓度 「稳定性 熔沸点 物理学性质彳溶解度 I 生物学性质 I 及功能等—分子中电子云 的密度及分布 ¥ 「反应类型" 反应方向化学性质、反应速度产物种类及产率 I 等子效应的类型而传递的电子沁I场效应：由于分子中极性基团的分布与空间关系而产生，通过空间而传递的效应叫场效应。
按分子是否发生变化还可将电子效应分子两类，即：由静态电子效丿'必即分子不经历化学变化，主要受分子结构因素影响电乜安牛｛而長星的虽孚效应；的类型I动态电子效应：則令子在化学反应'中受外界因素影响而产生的电子3.1. 3空间效应效应。
把由于分子中原子或基团的空间排布方式和拥挤程度不同而产生的对分子理、化性质的影响叫空间效应。
空间效应亦可对分子的稳定性、反应性产生影响，但这种影响没有电子效应那么直接和明显。
其影响的大小视其空间因素的变化，也就是说这种效应有一个量变到质变的演化过程。
3. 2. 1. 1静态诱导效应产生的原因及表示静态诱导效应是由于分子中原子（或基团）间电负性差异而产生的。
常见原子的电负性H2.1Li 1,0C2.5 N3.0 0 3.5 F4.0 Na 0.9Si 1.8 P2.1 S2.5 Cl 3.0 K0.8As 2.0 Se2.4 Br2.812.5例如：也3 也2 CH2CH3 CH 3 CH 2 CH 2CH 2 Cl非极性分子 极性分子2. 萨效应 蠢诱导效应6-*—H"在上式中：”表示诱导效应(inductive effects I)电子云变化的方向§+5_“”或“”表示由于电子云变化而导致某些原子或基团上带部分正电荷或负电荷。
应用电化学课件
应用电化学课件目录•电化学基础•电化学应用•电极材料•电化学性能测试与表征•电化学在能源领域的应用•电化学在环境领域的应用•电化学在生物医学领域的应用01电化学基础电化学体系原电池将化学能转变为电能的装置，如丹尼尔电池、铅蓄电池等。
电解池通过外加电源使电解质溶液或熔融电解质发生电解反应的装置，如电解水、电解熔融氯化钠等。
电镀池利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，如镀锌、镀银等。
电极上发生的氧化或还原反应，决定电池的电压和电流。
电极反应电极电位电极极化电极反应的趋势和程度，受温度、压力、浓度等因素影响。
电极上有电流通过时，电极电位偏离平衡电位的现象。
030201电极过程在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，如酸、碱、盐等。
电解质电解质溶液中正负离子在电场作用下的定向移动。
离子迁移衡量电解质溶液导电能力的物理量，与溶液中离子浓度和迁移率有关。
电导率电解质溶液02电化学应用1 2 3介绍干电池、铅酸电池、锂离子电池等常见电池的工作原理、性能特点及应用领域。
电池种类与工作原理阐述燃料电池的工作原理，包括氢氧燃料电池、直接甲醇燃料电池等，以及关键技术和挑战。
燃料电池原理与技术讲解电池性能的主要评价指标，如电压、容量、能量密度、功率密度等，以及测试方法和标准。
电池性能评价电池与燃料电池03电镀层性能评价讲解电镀层性能的主要评价指标，如结合力、耐腐蚀性、硬度等，以及测试方法和标准。
01电解原理及应用阐述电解的基本原理，包括电解质的选择、电极反应和电解过程控制等，以及电解在冶金、化工等领域的应用。
02电镀原理及技术介绍电镀的基本原理，包括电镀液的组成、电极过程、镀层结构和性能等，以及电镀工艺和设备。
电解与电镀阐述电化学传感器的工作原理，包括离子选择性电极、气敏电极、生物传感器等，以及传感器的响应机制和选择性。
电化学传感器原理介绍电化学传感器在环境监测、生物医学、食品安全等领域的应用，如pH 计、血糖仪、气体检测仪等。
工程应用化学 第一章化学热力学PPT课件
反应热效应
系统发生化学反应时，在只做体积功不做非体 积功的等温过程中吸收和放出的热量。
化学反应通常在恒容或恒压条件下进行，因此 化学反应热效应分为恒容反应热和恒压反应热。
化学反应中的热力学能变化和焓变
在化学反应中，由于各种物质热力学能 U 各不相 同，当化学反应发生后，生成物的总热力学能 U 相对 于反应物的总热力学能 U 之间发生了变化，这种热力 学能的变化在化学反应过程中以热 Q 的形式表现出来。
相
相（phase） 体系内部物理和化学性质完全均匀 的部分称为相。相与相之间在指定条件下有明显 的界面，在界面上宏观性质的改变是飞跃式的。 体系中相的总数称为相数。
气体，不论有多少种气体混合，只有一个气相。 液体，按其互溶程度可以组成一相、两相或三 相共存。 固体，一般有一种固体便有一个相。两种固体粉 末无论混合得多么均匀，仍是两个相（固体溶液 除外，它是单相）。
1.1 基本概念及术语
❖ 1.1.1 系统和相
1、系统和环境 研究对象就称为系统。 系统以外与之直接联系的部分，称为环境。
体系与环境
体系（System） 在科学研究时必须先确定
研究对象，把一部分物质与其 余分开，这种分离可以是实际 的，也可以是想象的。这种被 划定的研究对象称为体系，亦 称为物系或系统。 环境（surroundings）
系统净增了50 kJ的热力学能，而环境减少了50 kJ的热力学能， 系统与环境的总和保持能量守恒。
即 U（系统）+ U（环境）= 0
❖ 某理想气体在恒定外压（100kPa）下吸热膨 胀，向环境吸收75kJ的热量，其体积从25L 膨胀到135L，试计算系统和环境热力学能的 变化。
U（系统）= Q + W= Q－pV
(完整版)基础有机化学——电子效应
场效应的例子
X
HO O
X=H
pka=6.04
X=Cl
pka=6.25
X=COOCH3 pka=6.20
场效应的例子
Cl H
Cl
H HO
O
pka=5.67
H Cl
H
Cl H O
O
pka=6.07
场效应的影响因素
键矩 距离 位置 基团电荷
诱导效应的作用
诱导效应在有机化学中是一个非常 重要的理论，它在研究有机化合物的结 构、有机反应机理和有机合成中起很重 要的作用。
诱导效应指数
诱导效应强弱的定量尺度。 1962年蒋明谦和戴萃辰提出诱导效应指数的新概念。诱 导效应指数（I）与化学活性（P），包括反应能量，反应速 度常数的对数以及反应平衡常数的对数成直线关系；反应生 成物产率（%）与诱导效应指数（I）成S形曲线关系。 诱导效应指数用原子电负性表达基团电负性，是根据分 子结构最根本的原子特性来计算基团常数。虽然布朗斯台德 （Bronsted）、哈梅特（Hammett）以及塔夫脱（Taft）等化 学家在三十年代已经提出了某些基团常数，但都是由实验个 别指定的。
作用的结果，是使轨道发生重组，并使 能级发生分裂，重组后的部分轨道能量下降， 部分轨道升高，总能量不变。电子填充到了 低能量的重组轨道上，因而体系能量下降， 分子变得更稳定。
共轭效应的结果
电子运动范围扩大 电子云密度平均化
键长平均化 分子能量下降
共轭效应的类型
π-π共轭 CH2 CH C N
O
N+ O-
超共轭效应的结果
电子运动范围扩大 电子云密度平均化
键长平均化 分子能量下降
超共轭效应的类型
σ-π超共轭
卤素电子效应课件
14
卤素电子效应课件
15
106 g mol-1 h-1 bar-1
Organometallics 1999, 18, 2731
② [O,O]类
第一个高活性非茂烯烃聚合催化剂（106g·mol·Ti-1·h-1)
Macromol.Chem.Rapid Commun. 1989, 10, 349
卤素电子效应课件
4.含卤素取代基的非茂烯烃聚合催化剂
催化剂活性
中心金属
前过渡金属 后过渡金属
配体 取代基效应
空间效应（位阻效应） 电子效应
取代基电子效应
中心金属的 电荷密度
金属与烯烃的 配位能力
卤素电子效应课件
配合物的催化活性
N
N
N
M
Cl Cl
X
X
M=Fe, Co
X=2,6-Cl2, 2,6-Br2 CH2=CH2
3a-d
配体合成：用Si-Al氧化物催化剂，产率只有36% p-TsOH催化，产率高，反应时间短
5
缺点：合成条件苛刻、助催化剂用量大、生产成本高等；特别是很难突破 专利覆盖的范围，取得具有自主卤知素电识子产效应权课的件 催化剂。
3.非茂金属催化剂
非茂烯烃聚合催化剂，指不含环戊二烯基团，配位原 子为氮、氧、硫、磷等，金属中心包括所有过渡金属和 部分主族金属元素，能催化烯烃聚合的有机金属配合物。 又称为“茂后”烯烃聚合催化剂。
➢ 特点：具有单一活性中心，可精确地控制聚合物分子量及 其分布，而且通过茂金属催化剂结构(尤其是对称性)的改 变,可控制聚烯烃的立构规整性,真正实现烯烃的结构可控 聚合,获得微结构和物化性能各异的新型聚烯烃材料。
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3、 电子效应和空间效应
• 取代基效应：
• 取代基不同而对分子性质产生的影响。取代 基效应可以分为两大类。一类是电子效应，包括 场效应和诱导效应、共轭效应。电子效应是通过 键的极性传递所表现的分子中原子或基团间的相 互影响，取代基通过影响分子中电子云的分布而 起作用。另一类是空间效应，是由于取代基的大 小和形状引起分子中特殊的张力或阻力的一种效 应，空间效应也对化合物分子的反应性产生一定 影响。
• 又如水与甲醇，均有活泼氢可以形成氢 键：水中的氢键与甲醇中的氢键可以互 相代替，因此水和甲醇可以互溶，但当 醇的分子逐渐增大时，分子中相似部分 即羟基的成分逐渐减少，而不同部分即 碳键的成分逐渐增加，这样水与醇的溶 解度亦逐渐减小。
• 偶极溶剂对于有机试剂或无机试剂溶解度的影 响均很大由于结构上的特点，这种溶剂的偶极 正端藏于分子内部，负端露于分子外部，例如 二甲亚砜：因此它的负端可以与正离子形成离 子一偶极键，正端藏于分子内部，不能与负离 子起作用，故在用负离子作为试剂进行反应时， 由于负离子不被偶极溶剂分子所包围，可以很 容易地进行反应。有些反应在一般的溶剂中进 行比较困难，在偶极溶剂中常常得到比较满意 的结果，速度有时增加很多，因而目前偶极溶 剂的使用日益广泛，成为促进反应速度的一个 重要手段。
• 非离子型化合物分子间．其大小与分子极性有 关，极性越大，偶极-偶极作用也亦愈大，沸点 升高。
• 如果分子内极性相同，则分子愈大，范德瓦引 力亦愈大；故沸点随分子量升高而升高。这一 方面因为分子量增加，分子运动所需的能量增 加，另一方面因为分子增大，分子间的接触面 积增大，即范德瓦引力增大，故怫点升高。
氢键
• 氢键具有饱和性和方向性，健角大都接近于 180o。
• 氢键在很多分子中，起着十分重要的作用，不 仅对一个分子的物理性质及化学性质起着很重 要的作用，而且可以使许多分子保持一定的几 何形象。
• 分子用这种氢键结合在一起的称为缔合体。能 与氢原子形成氢键的主要是氟、氧、氮三种原 子，氯、硫一般不易形成，形成的氢键也很不 稳定。
氢键
• 它可以属于偶极一偶极作用的一种，当 氢原子与电负性很强、原子半径很小、 负电荷比较集中的原子氟、氧、氮相连 时，因为这些原子吸电子能力很强，使 氢原子的屏蔽作 用也较小，它可以与另一个氟、氧、氮 原子的非共享电子产生静电的吸引作用 而形成氢键
第一章 化学键与分子的物理、化学 性质
1、分子间的作用力 2、 分子间的作用力对物理性质的影响 3、电子效应和空间效应
应用化学系课件第1章电子效应
1、分子间的作用力
• 原子间可以形成化学键——离子键与共价 键，键能约为100－2000 KJ／mol，靠这种 能量使原子形成分子。--------化学变化
• 只存在于极性分子中 。
色散力
• 当非极性分子在一起时，非极性分子的偶极矩 虽然为零，但是在分子中电荷的分配不是很均 匀的，在运动中可以产生瞬时偶极矩，瞬时偶 极矩之间的相互作用，称色散力。
• 只有在分子比较接近时才存在，其大小与分子 的极化率（即有多少分子极化）和分子的接触 表面的大小有关；
• 这种作用力没有饱和性和方向性，在非极性分 子中存在，在极性分子中也存在，对大多数分 子来说，这种作用力是主要的。
2．分子间的作用力对物理性质的影响
• （1）对沸点和熔点的影响 • （2）对溶解度的影响
（1）对沸点和熔点的影响
• 离子型化合物的正、负离子以静电互相吸引， 并以一定的排列方式结合成分子或晶体。如果 升高温度以提供能量来克服这种静电吸引力， 则该化合物就可以熔化
• 非离子型化合物是以共价键结合起来的，它的 单位结构是分子。非离子型化合物的气体分子 凝聚成液体。固体就是分子间作用力（范德瓦 力）的结果。这种分子间的作用力只有1-20 KJ ／mol。比化学键键能小一二个数量级，因此 需要克服这种分子间的作用力的温度也就较低， 一般有机化合物的熔点、沸点很少超过300℃
• 分子间亦有相互作用力，只有1-10KJ／ mol，这种作用力虽然不大，但是可以使气 体凝成液体、固体。 --------物理变化
分子间的作用力？
• 偶极-偶极作用 • 色散力 • 氢键
偶极-偶极作用
• 极性分子间的相互作用，亦即偶极矩间 的相互作用，称为偶极-偶极作用。
• 一个分子的偶极正端与另一分子的偶极 负端间有相互吸引作用 。
• 如果分子中极性相同，分子量亦相同， 但由于分子结构不同，分子接触面积亦 不相同，那末分子间接触面积大的，范 德瓦引力大，沸点也高
• 分子如果通过氢键结合成缔合体，断裂 氢键需要能量，因此沸点亦明显升高形 成氢键愈多，
• 非离子型化合物的沸点与分子量的大小、 分子的极性、范德瓦引力、氢键等有关。 对于熔点，不仅与上述这些因素有关， 还与分子在晶格中排列的情况有关，一 般讲，分子对称性高，排列比较整齐的， 熔点较高
• 非极性溶剂。烃类、苯类、醚类与卤代烷等均 为非极性溶剂。
• 离子型化合物溶解时需要能量来克服两 个正负离子间的静电吸引力，这可以由 极性溶剂形成离子-偶极键所释放的能量 来提供。
• 非离子型化合物有一个经验规律“相似的 溶解相似的”
• 这个经验规律可以由分子间作用力来说明，例 如甲烷和水，它们本身分子间均有作用力，甲 烷分子间有弱的范德瓦引力，水分子间有较强 的氢键吸引力，而甲烷与水之间只有很弱的吸 引力，要拆开较强的氢键吸引力而代之以较弱 的甲烷与水分子间的引力，非常困难，因此不 易互溶，而甲烷与非极性溶剂如烃类、苯类、 醚类、卤代烷等分子间的作用力相似，可以互 溶。
（2）对溶解度的影响
• 溶剂可以分为质子溶剂、水、醇、氨、胺、酸 等分子内有活泼氢的为质子溶剂。
• 偶极非质子溶剂（或称偶极溶剂）丙酮、乙睛 （CH3CN）、二甲基甲酸胺［HCON(CH3)2、 二甲亚砜［（CH3）2SO］、六甲基磷三酰胺 [(CH3)2N]3PO等分子内有极性基团而没有质子 的，为偶极非质子溶剂。