清华大学李艳梅有机化学

electronegativity of carbon: 2.5
4.1
0.8
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碳元素
C：第二周期 第四主族（IV A）
1s22s22p2
碳原子电负性：2.5
居于电负性最大者F（4.1）和电负性最小者K
（0.8）之间，既不易得电子，又不易失电子。 碳原子具有四个价电子
一般原子倾向于满足八隅体外层结构 8÷2=4 C为完成八隅体，得4e、失4e,均不易。
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(一) 价键理论要点
1. 自旋方向相反的电子配对形成共价键
2.共价键具有饱和性 当原子的一个未成键电子与其他原子的一个
电子配对之后,就不能再与第三个电子配对. 3.共价键具有方向性
成键时,两个电子的原子轨道发生重叠,重叠 部分的大小决定共价键的牢固程度
两种较稳定的重叠成键方式: 原子轨道沿轨道的对称轴方向重叠
eg：
CC
0.154nm
CC
0.134nm
CC
0.120nm
平均键长
CH
0.109nm
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（三）键角 两个共价键之间的夹角反映了分
子的空间结构。 eg： C H 4 < H C H = 1 0 9 0 2 8 '
HC CH < H C C = 1 8 0 0
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（四） 极性
相同原子形成共价键时
电子云对称分布在两个原子核之间 两核正中位置电子云密度最大
两个平行的p轨道侧面交叠
键 键
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s-s
s-p
-bond
sp3-sp3
-bond
.
Hybridization
sp3
.
sp2
sp
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（二）分子轨道理论
要点：原子形成分子后，成键电子并不局限于某 一个原子或某几个原子之间，而是在整个分子中运动。 通过薛定谔方程可求出描述分子中电子运动状态的波 函数 (分子轨道）。成键电子按一定规则填充在不同 分子轨道中。
脂环化合物 芳香族化合物
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按官能团分类
官能团：有机化合物分子特 别能起化学反应的一些原子或原 子团，它通常可以决定化合物的 主要性质。
具体分类：邢 pp23 胡 pp13
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Formulas
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Na × Cl
Electron-dot structure (Lewis structures)（路易士电子式）
Cl
C Cl
Cl
Cl
Cl
CH
H
H
极性分子 分子无极性 分子有极性
但极性分子中一般都存在极性键
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Reaction
共价键的断裂
（一）均裂 A：B
A：B
A· ＋ B·
自由基（游离基）：带有未配对电子的 原子或原子团
eg：
Cl · 氯自由基
CH3 · 甲基自由基
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（二） 异裂
A :B A : +B
（碳）负离子 （碳）正离子
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描述共价键的物理量：键参数（自学为主）
（一）键能
气态的A原子 气态的B原子
A (g ) B (g )
A B(
反应所放出的能量 或逆向反应吸收的能量
“键能”，又称“离解能”
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键能和离解能不同
eg： CH4
CH3 CH3
H D1（ Ü离解能）
CH2 H D2 CH2 CH H D3
CH
Part II Fundamental Knowledge Structure, reaction & Classification Formulas Nomenclature NMR, IR, UV & MS
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Structure Reaction & Classification
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Structure
C H D4wk.baidu.com
而CH4中C—H的键能=－1/4（D1+D2+D3+D4） 离解能：指定的某一种离解方式 键能：具有平均的概念
键能
键的强度 越不易断裂
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(二） 键长
成键的两个原子核之间的平均距离：
（形成共价键的两个原子之间存在着一定的 吸引力和排斥力，使原子核之间保存着一定 的距离，此距离为键长。）
（一定的共价键的键长是一定的）
eg：
碳正离子：碳上带正电荷的中间体 碳负离子：碳上带负电荷的中间体
甲基碳正离子 乙基碳负离子
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有机反应类型
自由基反应：由自由基引起的反应 离子型反应：由碳正离子或碳负离子引起的反应 协同反应：新键形成与旧键的断裂同时进行
（后述）
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Classification
按碳架分类
开链化合物 碳环化合物 杂环化合物
正电荷中心与负 电荷中心相重叠
不同电子形成共价键时 电子云偏向于电负性大的，使之微负 －
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eg： H3C
-
Cl “极性键”
此键则有极性 有键矩
键矩 U=e d
衡量极性大小
e : 正、负电荷中心的电荷（净电荷） d: 正、负电荷中心之间的距离
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键的极性与分子极性为不同概念
分子内存在极性键 未必
eg： eg：
* 结论：碳原子既不易得电子，又不易失电子
以共价键结合
外层4电子
可形成四根共价键
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有机化学中的化学键
离子键 常见化学键: 共价键 (有机物中最常见)
配价键
C.H.O.N等原子结合成有机分子时,原子与原子 之间需形成一定的化学键将几个原子结合在一起,描 述原子形成分子的过程及化学键的理有两个:
价键理论 分子轨道理论
优点：将分子视为一个整体，某一电子的运动状 态不仅受某一原子的影响，而是受所组成分子的原子 的共同作用。
缺点：求解困难
改进：原子轨道线性组合法（LCAO）
即：将分子轨道视为所属原子轨道的线性组合。
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组合方法： ① 化学键由原子轨道重叠产生
② 任何数目的原子轨道重叠时就可以形 成同样数目的分子轨道
③定域键（与共轭离域键相对）的原子轨 道数为2，结果组成两个分子轨道，其中 一个比原来的原子轨道的能量低—成键轨 道。另一比原来轨道的能量高—反键轨道 （以加“*”表示）。
H H HH H C C CC H
H H HH
Dash formula （蛛网式）
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3 Condensed formula
C H 3(C H 2)2C H 3 （构造式、构造式简式）
Bond line formula（键线式）
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