(优选)有机化学绪论

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sp2杂化：
E
碳原子1S22S22P2
2P 电子跃迁
2S
SP2杂化 （SP2杂化轨道）
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3个sp2杂化轨道的空间分布
p
120°
C
sp2
C
sp2
H
H
C
C
H
H
sp2
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π键的形成
当２个p轨道相互平行时，它们在侧面最大程度重叠，这样就形成π键
C
C
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炔烃中叁键的结构
RCCH
E
跃迁
SP杂化
SP杂化
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炔烃中π 键的形成
两个sp轨道的空间键角为180°，直线型 分子，桶型π键
H cc H
H
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H
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C杂化轨道小结
2P2 2S2
基态
激发
SP3杂化
2P 2S 激发态
SP2杂化
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1.1 有机化合物的特点
1). 组成上的特点
主要： C， H
其次：O，S，P，N, X等少数元素
特点： 元素种类少，但数目繁多
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2). 结构上的特点
主要元素 C：1S22S2SP2
C
① 碳原子相互结合能力强，它们之间通过 共价键可相互结合成碳链或碳环。 ② 同分异构现象。
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同分异构体现象
分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体。
乙醇 C2H6O 二甲醚 C2H6O CH3CH2OH CH3 O CH3
数目庞大：有机化合物数目已达2000多万个,而 由100多种元素组成的无机物只有几十万个。
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海葵毒素（Palytoxin） ---人工完成最复杂的天然产物
制备、结构、性质和应用的
如何学习有机化学？
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➢ 由于有机化合物都含有C和H两种元素,故也可认为 有机化合物是由碳氢化合物和它们的衍生物组成。
衍生物(derivative)是指化合物中某个原子（团）被 其它原子（团）取代后衍生出来的那些化合物。
➢ 碳和简单的碳化合物，如CO、CO2、CS2、 碳酸盐、氢氰酸等通常被看做无机物。
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§2 共价键的基本概念及结构理论（重要） 描述共价键的两种理论
❖ 价键理论 发展:杂化轨道理论, 共振论。
❖ 分子轨道理论(了解）
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1.价键理论
价键理论（电子配对法）
1927年由Heiter和Londen提出氢分子的 形成，由pauling推广到双原子、多原子分子。
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③ 难溶于水，易溶于有机溶剂：
原因：“相似相溶”(水是极性溶剂，∴弱极性或非极 性有机物难溶于水，但极性较强的有机物也可溶于水)
④ 反应速度慢，副反应多：
分子间反应，需要一定活化能，常需要加热、加 催化剂来加速反应，且在反应时常伴有副反应：
CH3CH2OH 浓H2SO4
CH2 CH2 (1700C为主产物) CH3CH2OCH2CH3 (140 0C 为主产物)
（优选）有机化学绪论
第一章 绪 论
§1 有机化学及有机化合物 §2 共价键的一些概念及结构理论 §3 有机化合物分子间的作用力 §4 有机化学中的酸碱理论 §5 电子效应和溶剂效应 §6 共价键的断裂方式与反应的类型
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§1 有机化学及有机化合物
❖ 有机化学是研究有机化合物的( )化学。
σ键的形成:
沿两个原子核间键轴方向发生电子云重叠而 形成的轨道称为σ轨道，生成的键称为σ键 （头碰头）
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s-sp
甲烷分子的空间构型
H
HCH
C
H
CH4的键线式
4个sp3杂化轨道的空间分布 排斥最小并尽量远离
甲烷分子的空间构型
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乙烯分子： CH2CH2
H
H
C
C
H
H
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因此，制备有机物，需严格控制反应条件。
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1.2 有机化合物的分类
分类的目的是便于介绍和讨论有机化合物。 ❖ 按碳架分类 ❖ 按官能团分类
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1) 按碳架分类
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2) 按官能团分类
一些常见官能团及其名称 (P3表1-1)
❖含有相同官能团的化合物具有相似的化学性质，是同类化合物。
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E
激 发
sp3杂化轨道的形成
杂化轨道理论认为，成键时1个2s轨道和3个2p轨 道均分成4份，再混杂起来年形成4个能量相等的sp3 轨道，这种不同原子轨道的重新组合称为杂化，所得 轨道称为杂化轨道。
sp3杂化轨道的形状:
p
sp3杂化轨道
轨
道
每一个新sp3杂化轨道均包含1/4的s成份,3/4的p成份， 杂化轨道不再绕核呈对称分布,增加了它和另一电子 云重叠的可能性。
（1）共价键的形成是成键原子的原子轨道 相互交盖（电子配对）的结果
（2）共价键具有饱和性 （3）共价键具有方向性
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（1）共价键的形成是成键原子的原子轨 道相互交盖（电子配对）的结果
电子在原子中的运动状态叫原子轨道
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(2) 共价键具有饱和性
一个原子的未成对电子只能与另一 原子的一个自旋相反的未成对电子配 对成键，成键后就不能同其它未成对 电子偶合。
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（3）共价键具有方向性：两轨道要达到最大 程度的重叠，需有一定的空间取向。
y
(1)
x
+
(2)
1s
2p
(H)
(Cl)
(3)
√
x
x
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碳原子的核外电子排布式： C: 1S22S22Px12Py1
价键理论无法解释有机物如甲烷的立体 结构。
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2.杂化轨道理论
------说明化学键的方向性及分子的空间构型
由Pauling提出，基本要点：
i）元素的原子在成键时可变成激发态，能量相近的原 子轨道可以重新组合成新的原子轨道，称杂化轨道。 ii）杂化轨道的数目等于参与杂化的原子轨道数目，并 包含原子轨道的成分。 iii）杂化轨道的方向性更强软珊瑚中分离出來的剧毒物质，是毒性最大的天然有机化合物。
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3). 有机物性质上的特点
① 易燃、易爆：
一般有机物易燃烧(如汽油、酒精等)，这与分子中含C、 H有关. 卤代烃难燃，如，四氯化碳可灭火。
② 熔、沸点低：
有机物大多为分子晶体，因此，熔、沸点低，易挥发。
例：HOAc(M=60)：m.p 16.6℃，b.p 118℃（弱的分子间引力） NaCl(M=58.5)：m.p 800℃，b.p 1440℃（强的离子间静电引力）