一,绪论

电负性：
一个元素吸引电子的能力。电负性相差越大，共价键的
极性也越大。 常见原子的电负性： H C N O F Cl Br I 2.0 2.5 3.O 3.5 4.O 3.O 2.9 2.6 结果：电子云分布不均匀，引起化学反应。
若用表示部分电荷，+、 -分别表示部分正、 负电荷，则极性共价键和非极性共价键可分别 表示如下：
ClCH3
O
孔雀绿
结晶紫
茜素
有机化学
研究碳、氢化合物及其衍生物的科学。
有机农业：指在动植物生产过程中不使用化学合成的农药、化肥、 生产调节剂、饲料添加剂等物质，以及基因工程生物及其产物，
而是遵循自然规律和生态学原理，采取一系列可持续发展的
农业技术，协调种植业和养殖业的平衡，维持农业生态系统 持续稳定的一种农业生产方式。

碳原子的杂化方式

Sp3杂化 饱和键C-C 单键 烷烃

Sp2杂化 C=C 双键 烯烃 Sp杂化 C ≡C 叁键 炔烃

Sp3杂化
2P 2S
6C
2P
跃迁 2S
杂化 Sp3杂化轨道
Sp2杂化
2P 2S
6C
2P 跃迁
2S
杂化 Sp2杂化轨道
Sp2和sp3杂化轨道的形状大体相似，只是由于s成分的 逐渐增多，形状较胖，电负性较大。


有机化学的发展：英国化学家柏金 （W.H. Perkin)---合成工业染料开始
1856年柏金试图从甲苯胺类化合物合成 喹啉，意外获得了黑色沉淀，在乙醇中 呈艳丽的紫色溶液。-----苯胺紫。
(CH3)2N C (CH3)2N C N(CH3)2 O OH OH
N+ H3C
ClCH3 H3C N+
1.3.2共价键的键参数

1、键长(bond length) 以共价键结合的两个原子核之间的距离叫 作共价键的键长，单位为nm(10-9m) 。 2、键能(bond energy)


共价键形成时体系能量降低所释放的能量， 叫做键能。共价键断裂时从外界所吸收的能量 称为离解能，其单位为：KJ•mol-1。对双原子 分子而言键能就等于离解能。
2000年—至今获奖者获奖原因
2001年威廉·诺尔斯（美）野依良治（日）手性催化还原反应 巴里· 夏普莱斯（美）手性催化氧化反应。 2005年罗伯特· 格拉布（美）、查德· 施罗克（美）、伊夫· 肖万 （法）对烯烃复分解反应的研究。
2010年R.F. Heck（赫克，美国）、Ei-ichi Negishi（根岸英一，
金属键 (metallic acid)

共价键(covalent bond) : 通过共用电子对来实 现两电子或八电子的稳定结构。
H H C H C H H
共价键
H
共价键
乙 烷
共价键的形成

共价键是有机物中的主要价键类型，有机化合 物之间的化学变化大都涉及到共价键的断裂和 形成。
共用电子对理论 （掌握） 原子轨道重叠理论（了解）
第一章
绪论
第一节 有机化学（Organic chemistry)发展概况

Organic一词的意思是有机的、有生命 的 ，因此，有机化合物的最初定义是 指来源于动、植物体的物质 。
甘蔗------制取蔗糖； 大米或果汁----酿制酒精 植物油和草木灰共融--------制成肥皂 米醋------乙酸等称为有机物，形成“生命力论”
Sp杂化
2P
2S
6C
2P
跃迁
2S
杂化 Sp杂化轨道
判断杂化类型的方法（第2和3章重点讲） 通过分子形状判断 正四面体形： Sp3杂化 单键 平面三角形：Sp2杂化 双键 直线形：Sp杂化 参键 通过σ键个数判断 四根σ键： Sp3杂化 三根σ键： Sp2杂化 二根σ键： Sp杂化


不同杂化碳原子的比较
σ键的形成
原子轨道以“头碰头”的方式重迭交盖形成键
σ键的特征
两个原子轨道彼此交盖部分对称地分布在键轴 的周围，并呈轴对称，这样形成的键都称为σ键。 σ键的轨道交盖部分，分布在成键两原子核之间， 受两原子核的引力较大，所以σ键稳定，键能高，不 易断裂。 以键相连的二个原子能以键为轴做相对旋转.
日本）和Arira Suzuki（铃木章）金属有机化学。
有机化学的研究内容： 1. 新的有机合成方法； 2. 绿色有机合成-----降低环境污染。
学习方法：
1. 理解性记忆-----理解反应机理 同一原料，反应试剂不同，产物不同。 2. 以官能团为主线。双键、卤素、苯环、羰基 羧基、氨基和氰基等。
π 键的形成
两个p轨道之间以“肩并肩’的方式相互交盖，或 者说两个平行的p轨道之间侧面相交盖，所形成的共价 键称为π键。
可以形成键
不能形成键
原子轨道以“肩并肩”的方式重迭交盖
π 键的特性
乙烯
两个p轨道的交盖部分分布在σ键所在平面的上、下 两部分，不在键轴上，距两原子核较远，原子核对它的 引力较小，所以π键较弱，键能小，容易断裂。 由于原子核对π电子的束缚力较小，故π电子云容易 极化，促使π键易发生化学反应。 π键不能自由旋转。如果旋转，就会减小p轨道的交 盖程度而使体系能量升高，进而导致π键断裂。由于 双键是由一个σ键和一个π键所组成的，所以双键不能 自由旋转。
A
B
A
B
这种很活泼的带有未共用电子的原子或原子团叫做游离基或自 由基（free radical）,由共价键的均裂所引起的反应叫自由基反应。
双原子分子的极性就是其键的极性，多原子分子
的极性是各个价键极性的矢量和。偶极矩是矢量,方向
从正电荷中心指向负电荷中心,可书写如下：
δ＋
－
H
Cl
偶极矩 u=q•d
思考
比较下列化合物极性大小：
CH3 Cl C C
Cl CH3
CH3
和
Cl
C C
CH3 Cl
CH3OH 和 CH3OCH3
5、键的可极化性
一. 有机化学的发展
18世纪下半叶至19世纪初天然产物的开始发展：

1773：从尿中提取出了尿素


1769：制得了许多有机酸:
葡萄汁→酒石酸(tartaric acid)


酸牛奶→乳
酸(lactic acid)
柠檬汁→柠檬酸(citric acid)
1806年Serturner从鸦片中提取吗啡。 瑞典化学家Berzelius----生命力论代表，有 机化合物只能在生物体内通过神秘莫测的“生 命力作用”才能产生。 有机化学看起来恰似一座原始森林，即充满 诱惑又令人生畏。
数有机物为气体、液体或低熔点的固体。
因为有机分子间的引力主要为范德华力
（Verder Waals Force)，结合较弱。


4. 难溶于水，易溶于有机溶剂
5. 原子间主要以共价键结合

6. 反应速度慢，易发生副反应
1.2 有机化合物的结构（共价键）


一、化学键（Chemical bond)
离子键 (ionic bond) 氯化钠 Na+Cl-
不同碳原子的电负性：
sp杂化碳原子＞sp2杂化碳原子＞sp3杂化碳原子
S成分多离原子核近，吸引能力强，电负性强。
偶极矩：端炔＞端烯（但极性较弱）。如：
CH3CH2C≡C－H
μ 2.67×10-30 C.m
CH3CH2CH＝C－H2
1.0×10-30 C.m
共价键的类型

σ 键：头碰头成键 π 键：肩并肩成键
N--H
C--Cl
389．1
338．9
C—O
C—N
359．8
305. 4
S--H
347．4
C--Br
284．5
3、键角(bond angle)

有机分子中二个共价键之间的夹角，称为键角。
甲烷的键角109.5。
4、键的极性和分子的极性


当两个相同的原子或原子团形成共价键时，由 于其电负性相同，因此成键电子云对称地分布 在两个原子周围，分子的正、负电荷中心重合， 这种键称为非极性共价键。 形成共价键的两个原子的电负性不相同，成键 电子云分布不对称，在电负性大的原子周围电 子云密度较高带负电荷，而电负性小的原子带 正电荷，结果使键出现极性，这种类型的键称 为极性共价键。
常见共价键的键长（nm)
C-C(烷烃) C-O(醇) C--N(胺) 0.154 0.143 0.147 C＝O(酮) C＝N(肟) C＝C(苯) 0.122 0.129 0.139
常见共价键的键能(kJ/mol)
共价键 O--H C--F 键能 464．4 485．3 共价键 C--C C＝C 键能 347．3 611
任课教师：赵圣印 办公室：化学实验楼101室 联系方法： syzhao8@dhu.edu.cn 教材：李艳梅、赵圣印、王兰英主编《有机化学》
参考书： «有机化学» 高鸿宾主编 «有机化学» 汪小兰主编 《有机化学实验》上课地点：化学实验楼5楼
考试
平时成绩：30% 卷面成绩ห้องสมุดไป่ตู้70%



出勤 课堂提问 作业 小测验 学习态度
1828年德国化学家伍勒（Wö hler)由无机物氰酸铵制 得有机物尿素。
NH 4CNO
NH 2-CO-NH2
而氰酸铵可由简单的无机物得到：
NH3
NH3
KCNO
H2SO4
K2CO3
(NH4)2SO4
(NH4)2SO4
KCNO
NH4CNO

1772年，法国化学家拉瓦锡（AntoineLaurent, Lavoisier, 1743.8.261794.5.8）确定了有机化合物主要含有C、 H、O、N几种元素。 1851年凯库勒（Kekulé ,1851）将有 机化合物定义为含碳的化合物。 1874年肖莱马(Schö rlemmer）将有机 化合物定义为碳氢化合物及其衍生物。
化学家为人类在自然界旁合成了一个新的自然界。 1. 生物医药---青霉素的发现。 2. 功能材料----光电材料、纤维材料等。
第一个用于临床的抗生素，从 青 霉菌 的培养液中分离而得。
O N H O
H
H S N H COOH
青霉素
Nobel Prize Winners in Chemistry：
两种解释
H H C H C H H H
共价键 C 1S22S22P2 外层电子差4个达到八电子结构. H 1S1 外层电子差1个达到2电子结构。 怎么办？ H 提供1个电子，C提供1个电子共用， 形成共价键。 共价键
乙 烷
共价键的本质是在1927年由海特勒（Heitler） 和伦敦（Lodon）用量子力学处理氢分子后才得 以阐明的，其主要内容有：
二、有机化合物的一般特性
1. 种类多，分子组成繁杂

有机物已达700万种，并且以每年20万种的速
度增加，而无机物只有10多万种。
（数目没有限制，连接方式多样，同分异构现象普遍）

2. 易燃烧，鉴别有机和无机物的方法。

3. 熔、沸点低，热稳定性差

室温（r.t room temperature)下，多

1.假定分子的原子具有未成对电子且自旋方向相 反，就可以配对偶合，每一对电子形成一个共价 键； 2.原子的未共用电子数就是它的原子价数； 3.如果一个原子的未共用电子已经配对，它就不 能再与其它未成对电子配对，这种性质叫做共价 键的饱和性；


4.电子云重迭的程度越大，形成的价键越稳定， 因此原子轨道要尽可能在键轴方向上实现最大程 度的重迭，这种性质叫做共价键的方向性； 5.能量相近的原子轨道可进行杂化形成能量相近 的杂化轨道，这样可加强其成键能力，成键后达 到最稳定的状态。
CH3-CH2-CH2-F
δ+++
δ++
δ+
δ吸电子诱导效应 -I
若成键电子的电子云偏向C端， 则取代基成为给电子基， +I效应。
1.3.4 共价键的断裂方式
1)均裂（homolytic cleavage）
共价键断裂时，共用电子对均等的被成键两个原子 所分配，形成二个具有未配对电子的很活泼的原子或 原子团，共价键的这种断裂方式称为均裂。
H
H
H
+
Cl
-
非极性共价键
极性共价键
极性共价键的电荷分布不均匀，正点中心与 负电中心不相重合，就构成一个偶极。
键的极性大小可定量的用偶极矩(dipole moment ）来表 示，偶极矩等于正、负电荷中心距离（d）与其所带电荷（q） 的乘积。
=dq
偶极矩的单位为德拜（Debye, Debye.Peter 荷兰物理学家), -8 -10 简写为D。1D=10 cm 10 静电单位。
极化指在外加电场的作用下，共价键的电子云分布发生变化，
引起键的极性的改变。
可极化性：共价键感受外界电场的影响产生极化的能力。 电负性大，半径小，对外围电子束缚能力强，可极化性小。
1.3.3 诱导效应（inductive effect，I)
指分子中原子或基团的电负性不同而引起成键电子云沿
原子链向电负性强的一方移动的效应。