有机化学第二章化学键
合集下载
有机化学复习重点
sp 2有机化学复习重点第一章 绪 论1．共价键理论现代共价键理论基本要点①当两个原子互相接近到一定距离时, 自旋方向相反的单电子相互配对, 使电子云密集于两核之间, 降低了两核间正电荷的排斥力, 增加了两核对电子云密集区域的吸引力，因此, 使体系能量降低, 形成稳定的共价键。
② 每个原子所形成共价键的数目取决于该原子中的单电子数目, 即一个原子含有几个单电子, 就能与几个自旋方向相反的单电子形成共价键, 这就是共价键的饱和性。
③ 当形成共价键时, 原子轨道重叠程度越大, 核间电子云越密集, 形成的共价键就越稳定。
因此, 共价键总是尽可能地沿着原子轨道最大重叠方向形成, 这就是共价键的方向性。
2．杂化轨道理论杂化轨道理论 (orbital hybridization theory)：原子在形成分子时，由于原子间的相互影响，同一个原子内的不同类型、能量相近的原子轨道可以重新组合成能量、形状和空间方向与原来轨道完全不同的新的原子轨道。
这种重新组合过程称为杂化，所形成的新的原子轨道称为杂化轨道（hybridization orbitals ）。
3．sp 3, sp 2, sp 杂化对应碳原子空间构型4．共价键的属性第二章 烷 烃1．系统命名法①对于支链烷烃，把它看作是直链烷烃的烷基取代衍生物。
spsp 3键长 ：成键原子的核间距离 键角：两共价键之间的夹角键能：离解能或平均离解能键的极性: 成键原子间的电荷分布决定分子 空间构型→ 化学键强度 → 影响理化性质支链烷烃的命名法的步骤：选取主链（母体）。
选一个含碳原子数最多的碳链作为主链。
（写出相当于这个主链的直链烷烃的名称）含多取代基时，编号采用“最低次序”原则。
所谓“最低序列”指的是碳链以不同方向编号，得到两种或两种以上的不同编号序列，则顺次比较各系列的不同位次，最先遇到的位次最小者为“最低系列”。
②主链碳原子的位次编号：确定主链位次的原则是要使取代基的位次最小。
有机化学(中药类)
学习指导章节学时教学目的第一章绪论2 使学生了解有机化学的研究对象，有机化合物的特点、分类和研究方法。
第二章有机化学的结构和化学键8掌握与有机化合物有密切关系的共价键的形成理论和对有机反应有重大影响的电子效应以及在有机化学中较常见的一些比共价键更弱的化学键。
第三章立体化学8立体化学是有机化学的一个重要组成部分，属于有机化学的基础理论之一。
通过本章的学习，要使学生进一步确立有机分子的立体概念，讨论一般原理和通用惯例，以及各种异构体的命名方法等，为以后有关章节中讲解立体化学问题打下基础。
第四章烷烃4烷烃是有机化合物的母体。
本章除要求学生进一步建立同系列、通式、同分异构现象等基本概念外，对烷烃的命名应重点掌握，为以后学习其他各类有机物的命名打好基础。
对烷烃的物理、化学性质应从它们的结构出发，认识其变化的规律性和特殊性，通过对烷烃卤化反应历程的学习，应初步掌握均裂、异裂、自由基，反应热，过渡状态等概念。
第五章烯烃4烯烃是学习有机化学遇到的第一类不饱和化合物，而C＝C双键又是遇到的第一个官能团。
因此，本章讨论烯烃的结构、命名、异构现象和化学性质等，都要从这一点出发。
本章的重点是烯烃的结构，特别是π键的特点，学生应从这个本质上去认识烯烃的加成、氧化和聚合等类化学反应，烯烃的异构比烷烃复杂，命名法当然也要作相应的变化，这些内容都要很好地掌握。
另外，还要求熟悉烯烃的一般制备法。
第六章炔烃和4本章在炔烃方面着重介绍它的结构和化学性质，要求学生掌握炔烃的加成和烯烃加成反应的异同以及炔烃的活泼氢反应，了解炔烃加成反应历程。
二烯烃在二烯烃中主要介绍共扼二烯烃的结构和特性，对于这些内容都必须牢固地掌握。
第七章脂环烃41．掌握脂环烃的命名法，成环理论，环的稳定性。
2．进一步学习有关环烷烃的构象及脂环化合物的立体异构现象。
第八章芳烃81．讨论和掌握苯的分子结构，特别是分子轨道理论和共振论对苯分子结构的解释。
2．掌握芳香烃的亲电取代及其反应历程。
有机化学02第二章饱和烃烷烃
H
H
H H
H
HH
H
H
H
2H之间的距离： 0.250nm 2H原子的范德华半径之和：
H
H
0.229nm
0.24nm
交叉式： 0.250nm > 0.24nm 无范氏张力
重迭式：
0.229nm<0.24nm 有范氏张力
24
乙烷分子的构象稳定性和内能变化
➢扭转能：使构象之间转化所需要的能量。
构象的稳定性与内能有关. 内能低,稳定;内能高,不稳 定。内能最低的稳定构象称优势构象。
➢书写规则：
1）相同取代基合并,数目用汉文数字二、三 ...表示； 2）取代基位号用阿拉伯数字表示； 3）阿拉伯数字与汉字之间必须用短横线分开； 4）阿拉伯数字之间必须用逗号分开。 5) 中文名称按基团次序规则，较小的基团列在前
CH3 C5H3__C4 H___C3 H __2C__C1 H3
CH3 CH2
☺杂化过程：
2p1x 2p1y 2pz 2s2
激发
1s2
2s1 2p1x 2p1y 2p1z
杂化
1s2
2s轨道的能量与 2p较接近,2s上 的1个电子可以 激发到2pz空轨 道上。
激发态的碳原子 有4个单电子，但 轨道能量不等。
2s1 2p1x 2p1y 2p1z
1s2
杂化形成4个能量相 等的新轨道sp3轨道
杂化
19
3 烷烃分子的形成
+
sp3 s
sp3-s
+
sp3
sp3
sp3-sp3
+
+6
20
σ- 键: 形成:由原子轨道头碰头重迭而形成. 特征:电子云沿键轴呈圆柱状对称分布，成键两原子可 围绕键轴自由旋转不会影响电子云密度的分布。
第二章有机化合物的化学键
H H C H C H
::
路易斯结构式 凯库勒结构式 (电子式) (一短线代表一对共用电子) 3 配位共价键:形成共价键的一对电子由一个原子 提供的特殊的共价健
:
:
(二)共价键的形成
1 价键法(现代价键理论)
简称VB法,又称电子配对法.把价键的形成看作 是原子轨道重叠或电子配对的结果——定域的观点 (1)原子轨道重叠或自旋反平行电子配对形成共价键 (2)原子轨道重叠越多,键越牢固 ____称最大重叠原理 (3)元素原子的共价键数等于所含单电子数 (4)共价键具有方向性和饱和性 (5)成键两个电子局限在成键的两个原子间运动(定域) (6)能量相近的原子轨道可以进行杂化,组合成 能量相同的杂化轨道
ψ 2=φ A-φ φ
A
ψ 2=φ A-φ
B
B
φ
φ
B
φ
B
A
ψ 1=φ A+φ
B
ψ 1=φ A+φ
B
成键轨道中含能量较低的原子轨道φA 成分较多,能量与φA较接近,能量 降低较少,不易形成稳定分子
二,共价键的属性(键参数) (一)键长
以共价键相结合的两个原子核间距离 (1)1 左右 (2)不同的共价键有不同的键长 (3)相同的共价键在不同的化合物中也有可能稍不同 键长越长,越易受外界电场的影响而极化 ——从键长估计化学键的牢固性(越短越牢固) 一个两价或两价以上原子形成共价键时, 键与键之间的夹角称为键角
δ δ δ+
H3C
" 直弯弯弯弯
δ Cl
δδ+
CH2
CH2
δ+
2 特点:诱导效应沿碳键移动时减弱很快,到第三
个原子后可忽略不计
::
路易斯结构式 凯库勒结构式 (电子式) (一短线代表一对共用电子) 3 配位共价键:形成共价键的一对电子由一个原子 提供的特殊的共价健
:
:
(二)共价键的形成
1 价键法(现代价键理论)
简称VB法,又称电子配对法.把价键的形成看作 是原子轨道重叠或电子配对的结果——定域的观点 (1)原子轨道重叠或自旋反平行电子配对形成共价键 (2)原子轨道重叠越多,键越牢固 ____称最大重叠原理 (3)元素原子的共价键数等于所含单电子数 (4)共价键具有方向性和饱和性 (5)成键两个电子局限在成键的两个原子间运动(定域) (6)能量相近的原子轨道可以进行杂化,组合成 能量相同的杂化轨道
ψ 2=φ A-φ φ
A
ψ 2=φ A-φ
B
B
φ
φ
B
φ
B
A
ψ 1=φ A+φ
B
ψ 1=φ A+φ
B
成键轨道中含能量较低的原子轨道φA 成分较多,能量与φA较接近,能量 降低较少,不易形成稳定分子
二,共价键的属性(键参数) (一)键长
以共价键相结合的两个原子核间距离 (1)1 左右 (2)不同的共价键有不同的键长 (3)相同的共价键在不同的化合物中也有可能稍不同 键长越长,越易受外界电场的影响而极化 ——从键长估计化学键的牢固性(越短越牢固) 一个两价或两价以上原子形成共价键时, 键与键之间的夹角称为键角
δ δ δ+
H3C
" 直弯弯弯弯
δ Cl
δδ+
CH2
CH2
δ+
2 特点:诱导效应沿碳键移动时减弱很快,到第三
个原子后可忽略不计
金属有机化学：第二章 电子计数与18电子规则
过渡金属元素的一般趋势
前过渡金属
较低的电负性 高氧化态 硬酸、亲氧
后过渡金属
较高的电负性 低氧化态 软酸、亲硫
配体与配位数
➢ 配体（ligand）：
[MXaLb]c+
❖ 阴离子配体X-，如Cl-、CN-、CH3-、H- 等 ❖ 中性配体L，如CO、PR3、NR3等 ➢ 配位数：中心原子周围配位原子的个数，不等同于配体的个数
轨道重叠效率乙烯hs键的轨道重叠效率通常接近100因此是比p键更强的化学键八面体配合物分子轨道能级图s给电子配体反键轨道antibonding非键轨道nonbonding成键轨道bondingp酸配体s电子给体p电子给体配体的p轨道能量高于t2g轨道形成新的分子轨道后d电子进入新形成的能量更低的t2g成键轨道2g完全充满18电子规则s电子给体p电子受体p酸配体18电子规则相比有机化合物中的8电子稳定结构又多了5个d轨道最多可填充10个电子
几个术语
电子云密度：原子核周围价层电子出现的概率密度。
价电子较多的原子（如Pt(0)）或电子云紧凑的原子有高电子云密 度。价电子较少的原子（如Na+）或电子云松散的原子有低电子 云密度。不要与电负性相混淆！
富电子：愿意给出电子/电子对到其他原子。
富电子原子通常具有较低的电离能。富电子的特征往往与较低的 电负性、有强的电子给体与之配位、带负电荷等因素相关。借用 有机化学中的术语，富电子基团会是好的亲核试剂。
离子模型电子计数步骤： 1）确定过渡金属在元素周期表中的位置（族序数） 2）确定过渡金属中心的氧化态
a) 注意整个配合物是否带有电荷 b) 确定配体所带的电荷 3）确定金属的dn电子构型 4）确定配体提供的电子数（离子模型） 5）加和3）、4）得到金属中心周围总的价电子数 共价模型电子计数步骤： 1）确定过渡金属在元素周期表中的位置（族序数） 2）确定配体提供的电子数（共价模型） 3）加和1）、2）及配合物电荷得到金属中心周围 总的价电子数
人教版(2019)高中化学选择性必修3有机化学基础第二章 第二节 第2课时 炔烃
第二章 烃
第二节 烯烃 炔烃 第2课时 炔烃
[素养发展目标] 1．从化学键的不饱和性等微观角度理解炔烃的结构特点，能辨析物质类别 与反应类型之间的关系。 2．认识加成反应的特点和规律，了解有机反应类型与有机化合物的组成及 结构特点的关系。 3．能通过模型假设、证据推理认识常见有机化合物分子的空间结构，会判 断有机化合物分子中原子间的位置关系。
③
溶液紫色褪去
乙炔被酸性高锰酸钾溶液氧化
④
溶液橙色褪去
乙炔与溴发生加成反应
⑤ 火焰明亮，并冒出浓烈黑烟
乙炔含碳量高
返回导航
实验室制取乙炔的注意事项 (1)盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处，防止电石吸水而失效。 (2)电石与水反应非常剧烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和氯化钠溶液 代替水，并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的速率，让饱和氯化钠溶 液慢慢地滴入。 (3)因反应剧烈且产生气泡，为防止产生的泡沫涌入导管，应在导管口塞入 少许棉花。
D．C 中发生反应：2Br2＋CH≡CH―→ 2-四溴乙烷，故 D 正确。
，产物的名称为 1，1，2，
返回导航
02
知识点二
知识点二 炔烃的结构与性质
1．结构特点 炔烃的官能团是_碳__碳__三__键___(—C≡C—)。炔烃分子中只含有一个碳碳三键 时，其通式为一般表示___C_n_H__2n_－_2___。 2．物理性质 炔烃的物理性质的递变与烷烃和烯烃的相似，沸点也随分子中碳原子数的 递增而逐渐升高。
返回导航
3．(2022·湛江二十一中高二阶段练习)实验室常用如图装置制取并验证乙 炔的性质。下列说法错误的是( )
A．饱和食盐水的作用是减缓化学反应速率，从而得到平稳的气流 B．硫酸铜溶液的作用是除去乙炔中硫化氢等杂质气体，防止干扰实验
第二节 烯烃 炔烃 第2课时 炔烃
[素养发展目标] 1．从化学键的不饱和性等微观角度理解炔烃的结构特点，能辨析物质类别 与反应类型之间的关系。 2．认识加成反应的特点和规律，了解有机反应类型与有机化合物的组成及 结构特点的关系。 3．能通过模型假设、证据推理认识常见有机化合物分子的空间结构，会判 断有机化合物分子中原子间的位置关系。
③
溶液紫色褪去
乙炔被酸性高锰酸钾溶液氧化
④
溶液橙色褪去
乙炔与溴发生加成反应
⑤ 火焰明亮，并冒出浓烈黑烟
乙炔含碳量高
返回导航
实验室制取乙炔的注意事项 (1)盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处，防止电石吸水而失效。 (2)电石与水反应非常剧烈，为得到平稳的乙炔气流，可用饱和氯化钠溶液 代替水，并用分液漏斗控制滴加饱和氯化钠溶液的速率，让饱和氯化钠溶 液慢慢地滴入。 (3)因反应剧烈且产生气泡，为防止产生的泡沫涌入导管，应在导管口塞入 少许棉花。
D．C 中发生反应：2Br2＋CH≡CH―→ 2-四溴乙烷，故 D 正确。
，产物的名称为 1，1，2，
返回导航
02
知识点二
知识点二 炔烃的结构与性质
1．结构特点 炔烃的官能团是_碳__碳__三__键___(—C≡C—)。炔烃分子中只含有一个碳碳三键 时，其通式为一般表示___C_n_H__2n_－_2___。 2．物理性质 炔烃的物理性质的递变与烷烃和烯烃的相似，沸点也随分子中碳原子数的 递增而逐渐升高。
返回导航
3．(2022·湛江二十一中高二阶段练习)实验室常用如图装置制取并验证乙 炔的性质。下列说法错误的是( )
A．饱和食盐水的作用是减缓化学反应速率，从而得到平稳的气流 B．硫酸铜溶液的作用是除去乙炔中硫化氢等杂质气体，防止干扰实验
第二章 有机化合物的结构理论
H—H键的电子云是围绕键轴对称分布的，这种类型的键叫做σ键。
2．共价键的饱和性。 如果一个未成对电子已经配对，就不能再与别的原子的未成对电 子配对。例如氯化氢分子中的氢原子和氯原子的未成对电子已互相配 对，就不能再与其它的原子形成共价键。
3．共价键的方向性。 原子轨道互相重叠程度越大，体系能量就越低，形成的共价键也 就越牢固，因而应使原子轨道最大限度地互相重叠。例如两个2px轨道 只有在x轴方向上才能最大限度地互相重叠形成σ键。两个原子的p轨 道若互相平行，则在侧面能有最大的重叠，这种类型的共价键叫做π 键，π电子云分布在两个原子键轴的平面的上方和下方。
2．异裂(heterolytic) 共价键异裂时，成键的一对电子为某一个原子或基团占有，生 成正离子和负离子。通过共价键的异裂的反应叫做离子型反应。 大多数有机反应都是离子型反应或自由基反应。此外还有协同 反应，在协同反应中，既无自由基也无离子生成，共价键的断裂 和形成是同时进行的。
2.3. 分子间的弱相互作用力 一. 分子间的弱相互作用力类型 分子中相连原子之间存在强烈的吸引力，这种吸引力叫做化学键， 它是决定分子化学性质的重要因素。在物质的聚集态中，分子之间还存在 着一种弱的吸引力，把它统称为范德华（van der Waals)引力，它是决定 物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、粘度、表面张力等物理化 学性质的重要因素。从本质上讲，这种吸引力是由于分子中电荷分布不均 匀[或瞬间分布不均)而出现的静电作用力。常见的有如下3种。 (1). 偶极-偶极作用力(静电力)：这种作用力产生于极性分子的静电相互作 用。如氯甲烷分子中，氯原子电负性较大，氯原子一端带有部分负电荷， 而碳原子上带有部分正电荷。一个分子带负电荷的一端吸引另一个分子带 正电荷的一端，于是分子间出现正负极相吸的排列，即
有机化学-化学键
④一般来说，对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间 一般来说， 于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大， 作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质： 作用力越大，物质的熔、沸点越高。如卤素单质：
温度/℃ 温度/℃ 250 沸点 200 I2 150 100 熔点 100 150 2 I2 Br 50 200250 0 50 Cl Br2200250 -50 2 相对分子质量 -100 Cl2 -150 F -200 2 F 2 -250
①分子间作用力比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用，它主要影响物 分子间作用力比化学键弱得多，是一种微弱的相互作用， 得多 微弱的相互作用 质的熔、沸点等物理性质 而化学键主要影响物质的化学性质 物理性质， 化学性质。 质的熔、沸点等物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。
②分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中，如：多数非金属单质、 分子间作用力主要存在于由分子构成的物质中， 多数非金属单质、 稀有气体、非金属氧化物、 氢化物、有机物等， 稀有气体、非金属氧化物、酸、氢化物、有机物等，而SiO2、金刚石的微粒 间则不存在分子间作用力。 间则不存在分子间作用力。 只有分子间的距离很小时才有。 ③分子间作用力的范围很小,只有分子间的距离很小时才有。 分子间作用力的范围很小 只有分子间的距离很小时才有
非金属单质 H2、Cl2， 某些化合物 C2H6、Na2O2、 H2 O2
存 在
离子化合物 共价化合物 KCl、NaOH、 NH4Cl、 HCl、NH3 ， 、 、 、 、 Na2SO4 某些离子化合物 NH4Cl、NaOH 、
1．物质中化学键的存在规律 离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。 一定有离子键 (1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。简单离子组成的离子化合物 中只有离子键， MgO、NaCl等 复杂离子(原子团) 中只有离子键 ， 如 MgO 、 NaCl 等 ， 复杂离子 ( 原子团 ) 组成的离子化合物中既 有离子键，又有共价键， Cl、NaOH、 有离子键，又有共价键，如NH4Cl、NaOH、Na2O2等。 (2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。 共价化合物中只有共价键，一定没有离子键， HCl、 只有共价键 离子键 金刚石等。 (3)在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2、金刚石等。 在非金属单质中只有共价键， 只有共价键 构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，是单原子分子， (4)构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，是单原子分子，分子 中不存在化学键。 中不存在化学键。 (5)非金属元素主要形成共价化合物，也可形成离子化合物， 非金属元素主要形成共价化合物，也可形成离子化合物， Cl中的 如NH4Cl中的 与Cl－。
第二章-有机化合物的化学键课件
反之,一个原子或基团吸引电子的能力比氢弱，叫斥 电子基，由斥电子基团引起的诱导效应为正诱导效 应，用+I表示。
一些常见原子或基团的诱导效应次序为： F > Cl > Br > I > OCH3 > OH > C6H5 > H(吸电子基) (CH3)3C > (CH3)2CH > CH3CH2 > CH3 > H(斥电子基）
（1） 共轭效应只存在于共轭体系内，通过电子
的离域所体现。诱导效应是由于原子电负性
通过静电诱导传递所体现的。
（2） 共轭效应在共轭链上产生电荷正负交替现 象。
（3） 共轭效应的传递不因共轭链的增长而明显 减弱。
（4）表示方法不同，分别用“ 来表示。
”和“ ”
(三)场效应
场效应：分子中相互作用的两部分，通
如：甲醚与HF，
乙醇液
CH3 O CH3 HF
CH2 CH CH2+
O
R C O-
H2C+ CH CH2
O-
RC O
共价键多的极限结构稳定，对杂化体贡献大。
CH2 CH CH CH2
+CH2 CH CH2 CH2-
-CH2 CH CH2 CH2+
(b)违反电负性原则的极限结构式对杂化体的贡献 极小，忽略。
CH2 CH CH O+ CH2 CH CH O+
过空间传递而产生的一种诱导效应；
例：比较酸性大小：
Cl O
> HO C C C
δ-
场效应
Cl
δ+ C C COH
O
氯代苯基丙炔酸
第三节 共振论
(一） 共振论：共振论是美国化学家
一些常见原子或基团的诱导效应次序为： F > Cl > Br > I > OCH3 > OH > C6H5 > H(吸电子基) (CH3)3C > (CH3)2CH > CH3CH2 > CH3 > H(斥电子基）
（1） 共轭效应只存在于共轭体系内，通过电子
的离域所体现。诱导效应是由于原子电负性
通过静电诱导传递所体现的。
（2） 共轭效应在共轭链上产生电荷正负交替现 象。
（3） 共轭效应的传递不因共轭链的增长而明显 减弱。
（4）表示方法不同，分别用“ 来表示。
”和“ ”
(三)场效应
场效应：分子中相互作用的两部分，通
如：甲醚与HF，
乙醇液
CH3 O CH3 HF
CH2 CH CH2+
O
R C O-
H2C+ CH CH2
O-
RC O
共价键多的极限结构稳定，对杂化体贡献大。
CH2 CH CH CH2
+CH2 CH CH2 CH2-
-CH2 CH CH2 CH2+
(b)违反电负性原则的极限结构式对杂化体的贡献 极小，忽略。
CH2 CH CH O+ CH2 CH CH O+
过空间传递而产生的一种诱导效应；
例：比较酸性大小：
Cl O
> HO C C C
δ-
场效应
Cl
δ+ C C COH
O
氯代苯基丙炔酸
第三节 共振论
(一） 共振论：共振论是美国化学家
有机化学有机化合物的化学键
（一）极性 不同原子间形成的共价键，由于原子电负性的不同，
正负电荷重心不再重合，电负性大的一端显负电， 电负性小的一端显正电。即在键的两端出现了正 极和负极，这样的共价键具有极性，称极性共价 键，简称极性键。 相同原子形成共价键电荷均匀分布，是非极性键。 键矩定义为：μ=q×d (D) 键的极性大小主要由成键原子间的电负性差值决定。 电负性差值越大，键的极性就越强。
δδδ+ δδ+ δ+ δCH3 CH2 CH2 Cl
诱导效应沿碳链减弱很快，一般到第三个原子后，可 忽略不计。
整理课件
39
诱导效应的影响和强度以碳氢化合物中的氢为标
准。吸引电子能力比氢强的基团称吸电子基，其诱导 效应为负效应，用“-I”表示；吸引电子能力比氢弱的 基团称斥电子基，其诱导效应为正效应，用“+I”表示。 常见基团的诱导效应次序：
分子轨道理论，电子离域。
常见原子轨道组合有：
整理课件
14
s-s组合
s-px组合
整理课件
15
px-px组合
py-py组合 pz-pz组合
整理课件
16
注意：这里不能对s、px、py、pz绝对 化，如C的sp3杂化轨道与H的s轨道 的组合相当于s-px组合。
整理课件
17
第二节 共价键的属性
一、共价键的极性与极化性
E
+E
E
+
+
整理课件
34
三、非等性共振结构
共振结构参与杂化的比重是不同的，能量 越低、越稳定的的共振结构式在共振杂 化体中占较大的分量，贡献越大，越趋 近于真实结构。
整理课件
35
如：苯的共振结构式为
正负电荷重心不再重合，电负性大的一端显负电， 电负性小的一端显正电。即在键的两端出现了正 极和负极，这样的共价键具有极性，称极性共价 键，简称极性键。 相同原子形成共价键电荷均匀分布，是非极性键。 键矩定义为：μ=q×d (D) 键的极性大小主要由成键原子间的电负性差值决定。 电负性差值越大，键的极性就越强。
δδδ+ δδ+ δ+ δCH3 CH2 CH2 Cl
诱导效应沿碳链减弱很快，一般到第三个原子后，可 忽略不计。
整理课件
39
诱导效应的影响和强度以碳氢化合物中的氢为标
准。吸引电子能力比氢强的基团称吸电子基，其诱导 效应为负效应，用“-I”表示；吸引电子能力比氢弱的 基团称斥电子基，其诱导效应为正效应，用“+I”表示。 常见基团的诱导效应次序：
分子轨道理论，电子离域。
常见原子轨道组合有：
整理课件
14
s-s组合
s-px组合
整理课件
15
px-px组合
py-py组合 pz-pz组合
整理课件
16
注意：这里不能对s、px、py、pz绝对 化，如C的sp3杂化轨道与H的s轨道 的组合相当于s-px组合。
整理课件
17
第二节 共价键的属性
一、共价键的极性与极化性
E
+E
E
+
+
整理课件
34
三、非等性共振结构
共振结构参与杂化的比重是不同的，能量 越低、越稳定的的共振结构式在共振杂 化体中占较大的分量，贡献越大，越趋 近于真实结构。
整理课件
35
如：苯的共振结构式为
高等有机化学 第二章 有机反应中的活性中间体
.
44
② 碱性条件下脱羧（C—C键异裂）
CN
碱
C 2H 5C COOH
C 6H 5
CN C 2H 5C
C 6H 5
29.04.2020
.
45
（2）负离子对不饱和键的加成
H C C H+O C H 3
C HC HO C H 3 H O C H 3
C H 2 C HO C H 3 + O C H 3
29.04.2020
.
37
5
4 3
SN2
6
1
OBs
exo- 2
54 3
1 6+2
SN1 +
endo-
+
OBs
而内型的几何形状不具备背面进攻的条件，即-
OBs基团阻碍了C-6对C-2的背面进攻，反应按
SN1历程进行，因此速度小，但内型化合物生
成C正离子后能迅速转变成同样的非经典的C正
离29.子04.20，20 因此产物相同。 .
29.04.2020
.
46
（3）来自金属有机化合物 RMgX、RLi、R2CuLi、RZnX
2 R M g XR 2 M g + M g X 2 R 2 M g M g X 2
OEt2 R Mg X
OEt2 R Mg R
OEt2 X Mg X
29.04.2020
OEt2
OEt2
.
OEt2
47
2. 碳负离子的结构 ~109°28′
环庚三烯正离子
环戊二烯正离子
有芳香性，特别稳定 反芳香性，很不稳定
29.04.2020
.
19
空间效应 碳正离子中心碳原子必须sp2杂化，才较稳定。 ①平面构型有利于电荷离域； ②空p轨道的两瓣在平面两侧均可溶剂化。
《化学键和分子结构》课件
O
CH3 C O
O CH3 C
O
O-
CH3 C O
➢ 电负性大的元素接在共轭链端，使π电子向电负性 大的元素端离域叫吸电子共轭效应-C ；
+ [CH2=CH-CH2
+ CH2-CH=CH2 ]
δ-
δ-
CH2—CH—CH2
共轭体系能量降低
能 ΔH≈254KJ.mol-1
量
28KJ.mol-1 共轭能
取代羧酸的酸性与在烃基同一位置上引入-I基团的 数目有关，数目越多，酸性越强。加合性
取代羧酸的酸性与-I基团离羧基的距离有关，距离 越远，影响越小。 短程效应
O
H
X
C
O-
吸电子诱导效应（- I）：
+
NR3 NO2
SO2R
CN
Br I OAr COOR
C = CR
C6H5
CH=CH2
SO2Ar
COOH
如：
为主。
三、超共轭效应
1. σ-π、 σ-p 超共轭体系
丙烯分子中的甲基可绕C－ C σ键旋转，旋转到某一角 度时，甲基中C-H σ键轴与 π键P轨道近似平行，形成 σ-π超共轭体系。
C—H σ电子云与相邻自由 基碳上的p电子云部分重叠， 离域，形成σ-p超共轭体系。
2. σ-π、 σ-p 超共轭效应
反应活性比较
CH3CHO﹤, HCHO
HCN OH-
比较酸性大小
CH3CH2CH-CH2CH3
Cl
?
CH3CH2CH√2-CHCH3
Cl
O2N
COOH ﹥ HO
COOH
四. 场效应(field effects)
有机化学第二章 化学键
（一）、原子轨道（AO)
原子核外电子运动的波函数ψ——原子轨道（轨道函数） 电子在核外空间出现的几率——电子云密度 ∝ ∣ψ 2∣
常见原子轨道的类型与形状：
z
2s
x
2py
2px
y
2pz
S-AO
3 个p-AO
x
y z
主量子数为2的 p-AO有三个能量相等的简并轨道，对称
分布在原子核外空间的x、y、z轴上
在数学上把分子轨道处理为原子轨道的线性组合，
因此，波函数ψ是用各个原子轨道乘上权重因子后的
总和来表示：
ψ=C1φ1+ C2φ2+…+Cnφn
这种方法称为原子轨道线性组合——分子轨道 （LCAO-MO）近似法。所选的原子轨道的这种组合叫做 基组集合。
分子轨道的数目（成键的+非键的+反键的）等于
产生分子轨道的基组集合中原子轨道的总数：
C≡C < C＝C < C—C 2. 对于spn杂环的p区元素原子，其共价键键长与其杂化态有关，n 值愈大，键长愈长：
键型 C—C
C—H
杂化
sp3—sp3 sp3—sp2 sp3—sp sp2—sp2 sp2—sp sp—sp sp3—H sp2—H sp—H
键长（nm）
0.154 0.151 0.146 0.134 0.143 0.120 0.110 0.108 0.106
视频
碳原子各种原子轨道形状及相对伸展半径
原子轨道
s
p
sp
sp2
sp3
轨道形状
成键能力 轨道夹角
球形
1.000
0°
哑铃形
1.732
90 °
原子核外电子运动的波函数ψ——原子轨道（轨道函数） 电子在核外空间出现的几率——电子云密度 ∝ ∣ψ 2∣
常见原子轨道的类型与形状：
z
2s
x
2py
2px
y
2pz
S-AO
3 个p-AO
x
y z
主量子数为2的 p-AO有三个能量相等的简并轨道，对称
分布在原子核外空间的x、y、z轴上
在数学上把分子轨道处理为原子轨道的线性组合，
因此，波函数ψ是用各个原子轨道乘上权重因子后的
总和来表示：
ψ=C1φ1+ C2φ2+…+Cnφn
这种方法称为原子轨道线性组合——分子轨道 （LCAO-MO）近似法。所选的原子轨道的这种组合叫做 基组集合。
分子轨道的数目（成键的+非键的+反键的）等于
产生分子轨道的基组集合中原子轨道的总数：
C≡C < C＝C < C—C 2. 对于spn杂环的p区元素原子，其共价键键长与其杂化态有关，n 值愈大，键长愈长：
键型 C—C
C—H
杂化
sp3—sp3 sp3—sp2 sp3—sp sp2—sp2 sp2—sp sp—sp sp3—H sp2—H sp—H
键长（nm）
0.154 0.151 0.146 0.134 0.143 0.120 0.110 0.108 0.106
视频
碳原子各种原子轨道形状及相对伸展半径
原子轨道
s
p
sp
sp2
sp3
轨道形状
成键能力 轨道夹角
球形
1.000
0°
哑铃形
1.732
90 °
第二章 有机化合物的化学键
第二章 有机化合物的化学键
第一节 共价键
一、共价键的形成 （一）价键法
1916年 Lewis 提出了经典共价键理论：稀有 气体除氦仅有两个价电子外，其他的价电子层中均 为八个电子，路易斯共价键理论又称为八隅律。
共价键的形成看作是电子配对或原子轨道相互 重叠的结果。
1
共价键理论基本要点
1、共价键的成键条件：自旋方向相反的单电子相互 配对, 使电子云密集于两核之间, 降低了两核间正电 荷的排斥力, 增加了两核对电子云密集区域的吸引力， 因此，使体系能量降低，形成稳定的共价键。
13
（四）共价键的极性和极化
1、键的极性与分子的极性
对于同种原子形成的共价键，公用电子 由两个原子核均等“享用”：
H﹕H H3C ——— CH3
两个成键原子既不带正电荷 ,也不带负电 荷，这种键没有极性，叫非极性共价键。
H C
HH
H
C H
H
H C
HH
H
C H
H
当两个不同原子成键时，由于两个键合原子拉电 子能力不同，使共用电子对发生偏移，一端带部分负 电荷(δ-)，另一端带部分正电荷(δ+)：
三、有机化合物的反应类型
有机反应涉及旧键的断裂和新键的形成。 键的断裂有均裂和异裂两种方式：
(一) 均裂 ——> 自由基反应
均裂
H3C H
H3C + H
带有单电子的原子或基团称为自由基 。经过 均裂生成自由基的反应叫作自由基反应。一般在 光、热或过氧化物存在下进行。
21
(二) 异裂 ——> 离子型反应
价键断裂过程中吸收的能量。键能愈大则键愈稳定。
常见共价键的键能 （kJ/mol）
第一节 共价键
一、共价键的形成 （一）价键法
1916年 Lewis 提出了经典共价键理论：稀有 气体除氦仅有两个价电子外，其他的价电子层中均 为八个电子，路易斯共价键理论又称为八隅律。
共价键的形成看作是电子配对或原子轨道相互 重叠的结果。
1
共价键理论基本要点
1、共价键的成键条件：自旋方向相反的单电子相互 配对, 使电子云密集于两核之间, 降低了两核间正电 荷的排斥力, 增加了两核对电子云密集区域的吸引力， 因此，使体系能量降低，形成稳定的共价键。
13
（四）共价键的极性和极化
1、键的极性与分子的极性
对于同种原子形成的共价键，公用电子 由两个原子核均等“享用”：
H﹕H H3C ——— CH3
两个成键原子既不带正电荷 ,也不带负电 荷，这种键没有极性，叫非极性共价键。
H C
HH
H
C H
H
H C
HH
H
C H
H
当两个不同原子成键时，由于两个键合原子拉电 子能力不同，使共用电子对发生偏移，一端带部分负 电荷(δ-)，另一端带部分正电荷(δ+)：
三、有机化合物的反应类型
有机反应涉及旧键的断裂和新键的形成。 键的断裂有均裂和异裂两种方式：
(一) 均裂 ——> 自由基反应
均裂
H3C H
H3C + H
带有单电子的原子或基团称为自由基 。经过 均裂生成自由基的反应叫作自由基反应。一般在 光、热或过氧化物存在下进行。
21
(二) 异裂 ——> 离子型反应
价键断裂过程中吸收的能量。键能愈大则键愈稳定。
常见共价键的键能 （kJ/mol）
化学：2. 1. 1第二章_第一节_有机化学反应类型(第一课时)
化学：2. 1. 1第二章_第一节_有机化学反应类型（第一课时）部门： xxx时间： xxx制作人：xxx整理范文，仅供参考，勿作商业用途第二章 第一节 有机化学反应类型<第一课时）教案目标：1.复习、巩固化学键的极性2.掌握加成反应和取代反应的规律知识梳理：1.加成反应从参与反应的有机化合物本身特点来看，能够发生加成反应的有机化合物，除分子中含有____________或______________外，还有分子中含_________________的，如CH3CHO 等；从与有机化合物发生反应的试剂看，除H2、卤素单质及_________外，还有________、_________等。
b5E2RGbCAP CH≡CH + HCN → ________________________；CH2=CH2 + H2O__________________________p1EanqFDPw <思考）CH3CH=CH2和HCl 在发生加成反应时，理论上你认为有几种加成的可能？为什么实际生产中产物以CH3CHClCH3为主呢？DXDiTa9E3d <温故知新）复习阅读课本第24页“知识支持”和第47页“方法导引”，填写下列参与加成反应的某些试剂反应部位化学键的电荷分布情况RTCrpUDGiT ( > ( > ( > ( > ( > ( > ( > ( > ( > ( >5PCzVD7HxA H — Cl ；H — OSO3H ； H — CN ； H — NH2；CH3—CH = CH2一般地，两种反应物中带相反电荷的部位相互作用较为强烈，所以上述反应产物中以CH3CHClCH3为主。
<规律小结）：能与分子中含碳碳双键的有机物发生加成反应的试剂有_______________；能与分子中含碳氧双键的有机物发生加成反应的试剂有_______________；炔烃分子由于含有碳碳叁键，既可与卤素单质或氢卤酸发生加成反应，又可与氢氰酸发生加成反应。
有机化学第二章化学键
4、分子轨道理论
n个原子轨道经线性组合可以得到n个分子轨 道 。成键电子云离域于整个分子。 1 = 1 + 2 2 = 1 - 2
二、共价键的属性及其断裂行为
1、键长
形成共价键的两个原子核之间的距离。
常见共价键的平均键长：
C—H C—O
0.110nm 0.143nm
C—C C—F
0.154nm 0.142nm
C—N C—Cl
0.147nm 0.178nm
C—Br
0.191nm
C—I
0.213nm
O—H
0.097nm
2、键角
两价以上的原子在与至少两个原子成键时，键与
键之间的夹角称为键角。
H O H
104.5
H C H
H
H
109.5
H C C H
117.3°
H
H
3、键能
形成共价键所释放的能量或断裂共价键所吸
H H C H C H C C
1,3-丁二烯
1
CH2=CH-CH=CH2
2 3 4
H C1~C2 0.134nm(0.133nm) H
C2~C3 0.148nm(0.154nm)
P~ 共轭:
氯乙烯
CH2=CH-Cl
H Cl C H C H
H H C C H C H H
CH2
CH
Cl
CH2
CH
CH2
COOH
CHO H OH CH2OH HO
CHO
HO H CH3
H CH2OH
L-乳酸
D-甘油醛
L-甘油醛
R/ S法：
R/S法是根据手性碳原子上不同的四个原子或基 团的空间排列顺序，以一定的方法给予标记。 Cahn-Ingold-Prelog 次序规则：
有机化学化学键
离子化合物 共价化合物 KCl、NaOH、 NH4Cl、 HCl、NH3 ， Na2SO4 某些离子化合物 NH4Cl、NaOH 非金属单质 H2、Cl2， 某些化合物 C2H6、Na2O2、 H2 O2
存 在
1．物质中化学键的存在规律
(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。简单离子组成的离子化合物
卤素单质的熔、沸点 与 相对分子质量的关系
（2）氢键
①定义：分子间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用。
②形成条件
除H外，形成氢键的原子通常是N、 O、 F。 ③存在 氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间。 分子间存在氢键会使物质的熔点和沸点升高。
氢键是一种特殊的分子间作用力，其能量介于化学键与分子
如NH4Cl中的
与Cl－。
2．化学键的形成及对物质性质的影响 (1)由金属元素与非金属元素间形成的化学键不一定是离子键，如AlCl3不存 在离子键，含有共价键，属于共价化合物。
(2)由两种共价分子结合生成的化合物可能是离子化合物，
如 NH3＋HCl===NH4Cl。
（3）可以根据化合物的性质来判断离子化合物和共价化合物 ①一般情况下，离子化合物的熔点、沸点高于共价化合物。 ②溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物。 ③熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，不导电的化合物是共价化合物。 （4）如HCl溶于水、NaCl熔化等都是化学键被破坏。
中只有离子键，如 MgO 、 NaCl 等，复杂离子 ( 原子团 ) 组成的离子化合物中既 有离子键，又有共价键，如NH4Cl、NaOH、Na2O2等。 (2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。 (3)在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2、金刚石等。 (4)构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，是单原子分子，分子 中不存在化学键。 (5)非金属元素主要形成共价化合物，也可形成离子化合物，
存 在
1．物质中化学键的存在规律
(1)离子化合物中一定有离子键，可能还有共价键。简单离子组成的离子化合物
卤素单质的熔、沸点 与 相对分子质量的关系
（2）氢键
①定义：分子间存在着一种比分子间作用力稍强的相互作用。
②形成条件
除H外，形成氢键的原子通常是N、 O、 F。 ③存在 氢键存在广泛，如蛋白质分子、H2O、NH3、HF等分子之间。 分子间存在氢键会使物质的熔点和沸点升高。
氢键是一种特殊的分子间作用力，其能量介于化学键与分子
如NH4Cl中的
与Cl－。
2．化学键的形成及对物质性质的影响 (1)由金属元素与非金属元素间形成的化学键不一定是离子键，如AlCl3不存 在离子键，含有共价键，属于共价化合物。
(2)由两种共价分子结合生成的化合物可能是离子化合物，
如 NH3＋HCl===NH4Cl。
（3）可以根据化合物的性质来判断离子化合物和共价化合物 ①一般情况下，离子化合物的熔点、沸点高于共价化合物。 ②溶于水后不能发生电离的化合物是共价化合物。 ③熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，不导电的化合物是共价化合物。 （4）如HCl溶于水、NaCl熔化等都是化学键被破坏。
中只有离子键，如 MgO 、 NaCl 等，复杂离子 ( 原子团 ) 组成的离子化合物中既 有离子键，又有共价键，如NH4Cl、NaOH、Na2O2等。 (2)共价化合物中只有共价键，一定没有离子键，如HCl、CH4、CO2、H2SO4等。 (3)在非金属单质中只有共价键，如Cl2、O2、金刚石等。 (4)构成稀有气体的单质分子，由于原子已达到稳定结构，是单原子分子，分子 中不存在化学键。 (5)非金属元素主要形成共价化合物，也可形成离子化合物，
有机化学化合物中的化学键和分子结构
跃 迁
sp杂化
sp2p1个sp 杂轨道 = 1/2 s + 1/2p 个
一个sp 一个 杂化轨道
二个sp 二个 杂化轨道
未参与杂化的两个p轨道的对称轴互相垂直 未参与杂化的两个 轨道的对称轴互相垂直 且都垂直于sp杂化轨道对称轴所在直线 杂化轨道对称轴所在直线。 且都垂直于 杂化轨道对称轴所在直线。
μ=6.47x10-30（C.m) μ=3.28x10-30（C.m)
μ=0（C.m)
键矩用于衡量共价键的极性， 键矩用于衡量共价键的极性，与化学性质有 而偶极矩用于衡量分子的极性， 关；而偶极矩用于衡量分子的极性，与物理 性质有关！ 性质有关！
电子云密度中心在两成键原子核的连线上， 电子云密度中心在两成键原子核的连线上， σ轨道 电子云密度中心处于键轴的上下， π轨道 电子云密度中心处于键轴的上下，
2.1 由p轨道组成的σ分子轨道 轨道组成的σ 轨道组成的
位相一致的原子轨道之间的作用，形成成键轨道， 位相一致的原子轨道之间的作用，形成成键轨道， 位相相反的原子轨道之间的作用， 位相相反的原子轨道之间的作用，形成反键轨道
α _2β α _β α α +β α +2β 环丁二烯 苯
环丁二烯和苯的π 环丁二烯和苯的π分子轨道 Ψ1，Ψ2，Ψ3为成键轨道，其中 与Ψ3为简并轨道 为成键轨道， ， ， 为成键轨道 其中Ψ2与 为简并轨道 Ψ4，Ψ5，Ψ6为反键轨道，其中 与Ψ5为简并轨道 ， ， 为反键轨道 其中Ψ4与 为简并轨道 为反键轨道，
sp3杂化 未共用 电子对
..
N H H 氨 H H3C
..
N H H 甲甲 H3C
..
N CH3 CH3 三甲甲
3.2 sp2杂化与平面结构 C=C C=O C=N N=N双键为 2杂化 双键为sp 双键为 另自由基与正碳离子的杂化多数情况下也为sp 另自由基与正碳离子的杂化多数情况下也为 2杂化
sp杂化
sp2p1个sp 杂轨道 = 1/2 s + 1/2p 个
一个sp 一个 杂化轨道
二个sp 二个 杂化轨道
未参与杂化的两个p轨道的对称轴互相垂直 未参与杂化的两个 轨道的对称轴互相垂直 且都垂直于sp杂化轨道对称轴所在直线 杂化轨道对称轴所在直线。 且都垂直于 杂化轨道对称轴所在直线。
μ=6.47x10-30（C.m) μ=3.28x10-30（C.m)
μ=0（C.m)
键矩用于衡量共价键的极性， 键矩用于衡量共价键的极性，与化学性质有 而偶极矩用于衡量分子的极性， 关；而偶极矩用于衡量分子的极性，与物理 性质有关！ 性质有关！
电子云密度中心在两成键原子核的连线上， 电子云密度中心在两成键原子核的连线上， σ轨道 电子云密度中心处于键轴的上下， π轨道 电子云密度中心处于键轴的上下，
2.1 由p轨道组成的σ分子轨道 轨道组成的σ 轨道组成的
位相一致的原子轨道之间的作用，形成成键轨道， 位相一致的原子轨道之间的作用，形成成键轨道， 位相相反的原子轨道之间的作用， 位相相反的原子轨道之间的作用，形成反键轨道
α _2β α _β α α +β α +2β 环丁二烯 苯
环丁二烯和苯的π 环丁二烯和苯的π分子轨道 Ψ1，Ψ2，Ψ3为成键轨道，其中 与Ψ3为简并轨道 为成键轨道， ， ， 为成键轨道 其中Ψ2与 为简并轨道 Ψ4，Ψ5，Ψ6为反键轨道，其中 与Ψ5为简并轨道 ， ， 为反键轨道 其中Ψ4与 为简并轨道 为反键轨道，
sp3杂化 未共用 电子对
..
N H H 氨 H H3C
..
N H H 甲甲 H3C
..
N CH3 CH3 三甲甲
3.2 sp2杂化与平面结构 C=C C=O C=N N=N双键为 2杂化 双键为sp 双键为 另自由基与正碳离子的杂化多数情况下也为sp 另自由基与正碳离子的杂化多数情况下也为 2杂化
- 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)。
Cl
= 0
5、共价键的断裂——均裂与异裂
有机反应总是伴随共价键的断裂和形成，根据反
应的方式、反应的条件等不同，共价键断裂的形式主
要有两种：
⑴ 均裂 A ：B
A +
B
产生自由基
（反应条件：光照、高温、过氧化物，气相中）
⑵ 异裂 A ：B
A+
+
B- 产生正负离子
（反应条件：极性溶剂中） 由自由基参与的反应叫作自由基反应； 由离子参与的反应叫作离子型反应。
+
~ 超共轭: 是一种较弱的共轭效应
H H H
碳氢键愈多,超共轭愈多,碳正离子愈稳定。
C
CH2
R3C+ > R2CH+ >RCH2+
五、共振论
观点：化合物真正的结构是由多个共振极限式的
叠加。共振极限式可根据经典结构式（价键结构式）
来描述。
经典结构式
非经典结构式
描述共振结构式的原则：
(1) 电子对移向带正电荷SP2杂化原子或电负性大 的原子。
1、构象异构
(1) 乙烷分子的构象 CH3—CH3 乙烷分子中存在C-Hσ键和C-C σ键，它们绕键 轴旋转不影响σ键重叠。但在旋转过程中由于两个甲 基上的氢原子相处的位置随旋转角度不同而不同，这 种因σ键旋转而产生不同的空间排列称为构象。
H
HH
H
交 叉 式
H
H H
重 叠 式 H
H
H
HH
0°
H H H
第二章 共价键与分子结构
一.共价键与分子轨道 二.共价键的属性及其断裂行为 三.轨道杂化与分子结构 四.电子效应 五.共振论 六.立体结构化学
一、共价键与分子轨道
所有有机化合物的特性都与其结构有关，
是由其内在因素——结构所规定的。有机结构
理论，是从无数实验事实中概括、抽象、系统
化而形成，并成为解释、理解这些事实，对未
CH
δ NH
CH3
H
E
H
E
H
E
OH
OH
OH
六、立体结构化学
具有相同分子式的化合物可称为异构体。异构 体大致可分为两种类型。结构异构体和立体异构体。 立体异构体可分为构型异构体和构象异构体。
结构异构体：由原子连接顺序导致的不同结构。 构型异构体：原子之间的连接顺序相同，但原 子或基团在空间的伸展方向不同。 构象异构体：原子之间的连接顺序相同，但原 子或基团在空间的伸展方向不同。但可以通过σ键 的转动而相互转化，达到动态平衡。
5、反应活性中间体与杂化轨道
在化学反应中，常常涉及碳自由基、碳正离子、 负离子等活性中间体，中间体稳定性对反应机理的 解释很重要。
CH3+ ： SP2杂化，平面形分子，空P轨道垂直于平面。
CH3 ： SP2杂化，平面形分子，在垂直于此平面的P
轨道中含一个电子。
CH3- ： SP3杂化，三角锥形，一对电子占据一个SP3
COOH
CHO H OH CH2OH HO
CHO
HO H CH3
H CH2OH
L-乳酸
D-甘油醛
L-甘油醛
R/ S法：
R/S法是根据手性碳原子上不同的四个原子或基 团的空间排列顺序，以一定的方法给予标记。 Cahn-Ingold-Prelog 次序规则：
弱。
正己胺的 13C-NMR谱如下：
H2N CH2 CH2
34.0
CH2
26.7
CH2
31.9
CH2
22.7
CH3
14.0
化学位移 42.3
H2N
H
静态诱导效应可以通过元素的电负性强弱给予判 断。而动态诱导效应（即在外电场作用下的瞬间极
化），不但与电负性有关，还与原子的极化率有关，
即在外电场下核外电子云的变形能力。
乳酸
HO H3C H C COOH HOOC C
OH CH3 H
环氧丙烷
H CH3
O
O
H CH3
互为镜象的两种构型叫对映体，对映 体之间的转化必须断裂两个共价键。
4、旋光性和比旋光度
旋光性 能使偏振光的振动方向发生偏移的介质称为旋 光性物质或光活性物质。
普通光
平面偏振光
通过旋光性物质后
光源
CH2
CH
CH2
CH2
CH
CH2
δ CH2
CH3
CH
δ CH2
CH
CH
NH
CH3
CH3
CH
CH
NH
CH3
CH3
δ CH
CH
δ NH
CH3
如何判断共振极限式的能量高低？ 下列因素导致 共振极限式稳定性减弱：
(1)具有不完全电子壳层的原子,任何情况下均为最 不稳定。 (2)负电荷不在电负性强的原子上或正电荷不在电负 性最弱的原子上。 (3)有分离的正、负电荷,且相距愈远，愈不稳定。 (4)结构中键角和键长变形较大。
Kekule结构式
$ 共价键的数量代表了原子在分子中的化合价。 对共价键的解释有价键理论和分子轨道理论两类。
3、价键理论
价键理论：按量子化学观点，未成对自旋 相反电子偶合配对，成键原子的电子云相互交盖 重叠形成共价键。成键电子云定域于两原子间。 共价键具有方向性、饱和性。杂化轨道是价 键理论的拓展。
成互为镜象的两半，这两种平面都是分子的对称面。
H C H
二氯甲烷
Cl
H3C C H C
H CH3
Cl
反-2-丁烯
对称中心 ：
分子中有一个点，从分子中的任何一个原子出
发，向这个点作一直线，再将直线延长，则在该点
等距离处可以遇到一个同样的原子，此点为对称中 心。
HO H OH COOH H COOH
O CH2 CH C H CH2 CH C
O H
很稳定结构
O CH2 CH C H CH2 CH C
O H
很不稳定结构
δ CH2
δ O CH C H
CH2
CH
CH2
CH2
CH
CH2
结构完全等同，共振杂化体很稳定
δ CH2
CH
δ CH2
CH3
CH
CH
NH
CH3
CH3
CH
CH
NH
CH3
CH3
δ CH
三、轨道杂化与分子结构
有机化合物中的碳原子主要杂化形式为SP3、SP2、 SP。 1、SP3杂化 甲烷
H
SP3
H
C H H
2、SP2 杂化
H C H C H
乙烯
苯
P SP2
乙烯
H
苯
3、SP杂化
乙炔
P SP
H
C
C
H
H
C
H
4、杂化轨道的比较
三类杂化轨道由于各成键轨道含S成份的不同， 原子核对核外电子的吸引能力也有所差异。 SP杂化轨道因含S 成份较多而呈现较强的电负性。 电负性强弱关系 SP > SP2 > SP3
1
1
5
5 3 6 2
2
6
3
4
4 1 5
1 4 5 3 6 2
4 2 3 6
(3) 胺的构象
N R1 R3 R2
SP
3
N R3 R2 R1
SP
2
R3 R1 N R2
R3 R1 N R2
R2 R1 N SP
3
R3 R3
N R1 R2
2、构型异构——顺反异构
a C a
不存在顺反异构
b C c
a C b
H H C H C H C C
1,3-丁二烯
1
CH2=CH-CH=CH2
2 3 4
H C1~C2 0.134nm(0.133nm) H
C2~C3 0.148nm(0.154nm)
P~ 共轭:
氯乙烯
CH2=CH-Cl
H Cl C H C H
H H C C H C H H
CH2
CH
Cl
CH2
CH
CH2
起偏镜
盛液管
检偏镜
一对对映异构体，它们的熔点、沸点、密度、
折光率、溶解度及光谱图的物性都相同，它们只是 对偏振光的作用不同，一个使偏振光向左偏移，另 个使偏振光向右偏移。
比旋光度
[ α ]=
α C L
[ α ] = D
葡萄糖
20
52 .5。 （
水 ）
D为钠波长 589 nm
5、外消旋体
含有一个手性碳原子的分子必定是手性分子， 存在一对对映异构体。例如： 乳酸 CH3C*H( OH )COOH
60°
HH
120°
180°
HH
240°
H H
H H
HH
H H
H
H H
H H
HH
H H
H
H H
H
H
H
(2) 丁烷的构象
H3C H
CH3CH2—CH2CH3
H3C H
H3C CH3
H3C
H
H H H H
H H
H H
H CH3
CH3 H H
H3C
CH3 H
CH3 H CH3
H CH3
H
H H
H
H H
H
(3) 环己烷的构象
存在顺反异构
c C d
a C b C
a c
a C b C
c a
存在顺反异构
3、构型异构——手性异构（对映异构）