分子轨道理论课件
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根据红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱等确定 结构式。
分子轨道理论
第三节 共价键的一些基本概念及分子结构与其物理性质的关系
一、价键理论 1、价键的形成可看作是原子轨道的重叠或电子配对的结果。 2、共价键的饱和性 3、共价键的方向性 如：
分子轨道理论
二、杂化轨道 能量相近的原子轨道，可进行杂化，组成能量相等 的杂化轨道。 1、SP3杂化
分子轨道理论
为了使SP3轨道，彼此达到最大的距离及最小的干扰，以碳原子为中 心，四个轨道分别指向正四面体的每一个顶点，所以碳原子的四个轨 道都有一定的方向性，轨道彼此间保持一定的角度，按照计算，这个 角度应该是109.5度，这样可以使每个轨道达到最低干扰的程度。 如:甲烷
分子轨道理论
2、SP2杂化
第一章 绪论
分子轨道理论
主要参考书
❖邢其毅等《基础有机化学》（第二版），高等教育出版社 ❖莫里森等 ［美］《有机化学》（第二版），科学出版社 ❖胡宏纹等，《有机化学》（第二版），人民教学出版社 ❖荣国斌等 《大学有机化学基础》，华东理工大学出版社 ❖魏荣宝等 《有机化学》，天津大学出版社 ❖初玉霞等 《有机化学》，化学工业出版社
分子轨道理论
2、有机化合物的特性 ◆对热不稳定，容易燃烧 ◆熔点较低 ◆难溶于水，易溶于有机溶剂 ◆反应速度比较慢 ◆发生副反应 ◆同分异构体的存在很普遍
分子轨道理论
二、有机化学的产生和发展
1773年 首次由尿内取得纯的尿素。 1805年 由鸦片内取得第一个生物碱——吗啡。 1828年，德国化学家，维勒（wohler,F）首次人工用 氰酸铵合成了尿素。 从19世纪初至中期有机化学成为一门学科，建立了 经典的有机结构理论。 1857年凯库勒提出了碳是四价的学说。
Байду номын сангаас
第二节 研究有机化合物的一般步骤
1、分离提纯 分离提纯的方法：重结晶、升华、蒸馏、层析法以
及离子交换法等。 2、纯度的检验
纯的有机物有固定的物理常数，如：熔点、沸点、 比重、折射率等。
分子轨道理论
3、实验式和分子式的确定 a、进行元素定性分析，找出分子中存在哪几种原子。 b、进行元素定量分析，找出各种原子的相对数目，即 决定经验式（实验式）。 c、测定分子量，确定各种原子的确实数目，给出分子 式。 4、结构式的确定
分子轨道理论
20世纪30年代，量子力学原理和方法引入化学领 域以后，建立了量子化学。 20世纪60年代，合成了维生素B12，发现了 分子轨道守恒原理。 20世纪90年代初，合成了海葵毒素。
分子轨道理论
有机化学重要性 （1）在有机合成方法学上，有可能出现我国独立发 展的有价值的高选择性的新反应，在有机化学工业中 特别是精细有机合成工业中出现我国发展的新流程。 （2）在天然产物研究和传统医学的基础上以及在对生 化过程深入了解后合理设计的基础上，将会出现一批 我国独立（或合作）发展的新医药、新农药。
分子轨道理论
（3）在生物催化体系，寡糖及其缀合物的分离，结构 测定和合成，生物信息的识别和传递等方面将出现有 意义的结果。 （4）有机功能材料，有机电子材料和分子器件等方面 有可能得到有创见性的工作。
分子轨道理论
三、有机化合物的来源
1、动、植物 2、煤 3、石油 4、甲烷水合物--可燃冰
分子轨道理论
分子轨道理论
1858年，库帕（Couper,A·S）提出：“有机化合物分 子中碳原子都是四价的，而且互相结合成碳链。 1861年，布特列洛夫提出了化学结构的观点，指出 分子中各原子以一定化学力按照一定次序结合，这 称为分子结构；一个有机化合物具有一定的结构， 其结构决定了它的性质；分子中各原子之间存在着 互相影响。 1865年，凯库勒提出了苯的构造式。
分子轨道理论
葛美林（Gmelin.L)凯库勒(KeKule .A)认为碳是有机 化合物的基本元素，把“碳化合物称为有机化合物”， “有机化学定义为碳化合物的化学”。
肖莱马（Schorlemmer,c.)在此基础上发展了这个观 点，认为碳的四个价键除自己相连之外，其余与氢结 合，于是就形成了各种各样的碳氢化合物--烃，其他 有机化合物都是由别的元素取代烃中的氢衍生出来的。 把有机化学定义为研究烃及其衍生物的化学。
分子轨道理论
分子轨道理论
分子轨道电子云密度分布：
分子轨道理论
分子轨道电子填充，服从鲍里原理，能量最低原理， 洪特规则
分子轨道理论
2、由原子轨道组成分子轨道时，必须符合三个条件： a、对称匹配（就是对称性相同）
b、原子轨道重叠部分要最大。
分子轨道理论
一个S轨道与两个P 轨道形成三个SP2轨道。三个SP2的轨道，对称地分 布在碳原子的周围，处于同一个平面上，三者之间的夹角是120度。
分子轨道理论
π键的形成
分子轨道理论
3、SP杂化
分子轨道理论
一个S轨道和一个P 轨道形成两个SP 杂化轨道，如乙炔
分子轨道理论
三、分子轨道理论 分子中电子的运动状态,即分子轨道,用波函数ψ来表示. 1、分子轨道法中目前最广泛应用的是原子轨道线性组合法 例如：两个原子轨道组成两个分子轨道，其中一个分子轨道是 由两原子轨道的波函数相加组成：ψ1=φ1+φ2 另一个分子轨道 是由两个原子轨道的波函数相加组成：ψ2=φ1 -φ2
分子轨道理论
1874年，范特霍夫(Vant Hoff.J.H)和勒贝尔(Le Bel,J.A) 分别提出碳四面体构型学说，建立了分子的立体概念， 说明了旋光异构现象。 1885年，拜尔（Von Baeyer.A)提出张力学说。 20世纪建立了现代有机结构理论。 1916年，路易斯（Lewis,G.N)提出了共价键电子理论。
分子轨道理论
第一节 有机化学的研究对象
一、有机化合物和有机化学
1、有机化学、有机化合物的定义 有机化学（organic chemistry）是研究有机化合物
的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方 法学的科学。
自从拉瓦锡（Lavoisier.A.L)和李比希（Von Liebig.J.F) 创造有机化合物的分析方法之后，发现有机化合物均含 有碳元素，绝大多数的含氢元素，此外，很多的有机化 合物还含氧、硫、氮等元素。
分子轨道理论
第三节 共价键的一些基本概念及分子结构与其物理性质的关系
一、价键理论 1、价键的形成可看作是原子轨道的重叠或电子配对的结果。 2、共价键的饱和性 3、共价键的方向性 如：
分子轨道理论
二、杂化轨道 能量相近的原子轨道，可进行杂化，组成能量相等 的杂化轨道。 1、SP3杂化
分子轨道理论
为了使SP3轨道，彼此达到最大的距离及最小的干扰，以碳原子为中 心，四个轨道分别指向正四面体的每一个顶点，所以碳原子的四个轨 道都有一定的方向性，轨道彼此间保持一定的角度，按照计算，这个 角度应该是109.5度，这样可以使每个轨道达到最低干扰的程度。 如:甲烷
分子轨道理论
2、SP2杂化
第一章 绪论
分子轨道理论
主要参考书
❖邢其毅等《基础有机化学》（第二版），高等教育出版社 ❖莫里森等 ［美］《有机化学》（第二版），科学出版社 ❖胡宏纹等，《有机化学》（第二版），人民教学出版社 ❖荣国斌等 《大学有机化学基础》，华东理工大学出版社 ❖魏荣宝等 《有机化学》，天津大学出版社 ❖初玉霞等 《有机化学》，化学工业出版社
分子轨道理论
2、有机化合物的特性 ◆对热不稳定，容易燃烧 ◆熔点较低 ◆难溶于水，易溶于有机溶剂 ◆反应速度比较慢 ◆发生副反应 ◆同分异构体的存在很普遍
分子轨道理论
二、有机化学的产生和发展
1773年 首次由尿内取得纯的尿素。 1805年 由鸦片内取得第一个生物碱——吗啡。 1828年，德国化学家，维勒（wohler,F）首次人工用 氰酸铵合成了尿素。 从19世纪初至中期有机化学成为一门学科，建立了 经典的有机结构理论。 1857年凯库勒提出了碳是四价的学说。
Байду номын сангаас
第二节 研究有机化合物的一般步骤
1、分离提纯 分离提纯的方法：重结晶、升华、蒸馏、层析法以
及离子交换法等。 2、纯度的检验
纯的有机物有固定的物理常数，如：熔点、沸点、 比重、折射率等。
分子轨道理论
3、实验式和分子式的确定 a、进行元素定性分析，找出分子中存在哪几种原子。 b、进行元素定量分析，找出各种原子的相对数目，即 决定经验式（实验式）。 c、测定分子量，确定各种原子的确实数目，给出分子 式。 4、结构式的确定
分子轨道理论
20世纪30年代，量子力学原理和方法引入化学领 域以后，建立了量子化学。 20世纪60年代，合成了维生素B12，发现了 分子轨道守恒原理。 20世纪90年代初，合成了海葵毒素。
分子轨道理论
有机化学重要性 （1）在有机合成方法学上，有可能出现我国独立发 展的有价值的高选择性的新反应，在有机化学工业中 特别是精细有机合成工业中出现我国发展的新流程。 （2）在天然产物研究和传统医学的基础上以及在对生 化过程深入了解后合理设计的基础上，将会出现一批 我国独立（或合作）发展的新医药、新农药。
分子轨道理论
（3）在生物催化体系，寡糖及其缀合物的分离，结构 测定和合成，生物信息的识别和传递等方面将出现有 意义的结果。 （4）有机功能材料，有机电子材料和分子器件等方面 有可能得到有创见性的工作。
分子轨道理论
三、有机化合物的来源
1、动、植物 2、煤 3、石油 4、甲烷水合物--可燃冰
分子轨道理论
分子轨道理论
1858年，库帕（Couper,A·S）提出：“有机化合物分 子中碳原子都是四价的，而且互相结合成碳链。 1861年，布特列洛夫提出了化学结构的观点，指出 分子中各原子以一定化学力按照一定次序结合，这 称为分子结构；一个有机化合物具有一定的结构， 其结构决定了它的性质；分子中各原子之间存在着 互相影响。 1865年，凯库勒提出了苯的构造式。
分子轨道理论
葛美林（Gmelin.L)凯库勒(KeKule .A)认为碳是有机 化合物的基本元素，把“碳化合物称为有机化合物”， “有机化学定义为碳化合物的化学”。
肖莱马（Schorlemmer,c.)在此基础上发展了这个观 点，认为碳的四个价键除自己相连之外，其余与氢结 合，于是就形成了各种各样的碳氢化合物--烃，其他 有机化合物都是由别的元素取代烃中的氢衍生出来的。 把有机化学定义为研究烃及其衍生物的化学。
分子轨道理论
分子轨道理论
分子轨道电子云密度分布：
分子轨道理论
分子轨道电子填充，服从鲍里原理，能量最低原理， 洪特规则
分子轨道理论
2、由原子轨道组成分子轨道时，必须符合三个条件： a、对称匹配（就是对称性相同）
b、原子轨道重叠部分要最大。
分子轨道理论
一个S轨道与两个P 轨道形成三个SP2轨道。三个SP2的轨道，对称地分 布在碳原子的周围，处于同一个平面上，三者之间的夹角是120度。
分子轨道理论
π键的形成
分子轨道理论
3、SP杂化
分子轨道理论
一个S轨道和一个P 轨道形成两个SP 杂化轨道，如乙炔
分子轨道理论
三、分子轨道理论 分子中电子的运动状态,即分子轨道,用波函数ψ来表示. 1、分子轨道法中目前最广泛应用的是原子轨道线性组合法 例如：两个原子轨道组成两个分子轨道，其中一个分子轨道是 由两原子轨道的波函数相加组成：ψ1=φ1+φ2 另一个分子轨道 是由两个原子轨道的波函数相加组成：ψ2=φ1 -φ2
分子轨道理论
1874年，范特霍夫(Vant Hoff.J.H)和勒贝尔(Le Bel,J.A) 分别提出碳四面体构型学说，建立了分子的立体概念， 说明了旋光异构现象。 1885年，拜尔（Von Baeyer.A)提出张力学说。 20世纪建立了现代有机结构理论。 1916年，路易斯（Lewis,G.N)提出了共价键电子理论。
分子轨道理论
第一节 有机化学的研究对象
一、有机化合物和有机化学
1、有机化学、有机化合物的定义 有机化学（organic chemistry）是研究有机化合物
的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方 法学的科学。
自从拉瓦锡（Lavoisier.A.L)和李比希（Von Liebig.J.F) 创造有机化合物的分析方法之后，发现有机化合物均含 有碳元素，绝大多数的含氢元素，此外，很多的有机化 合物还含氧、硫、氮等元素。