高中化学竞赛有机化学基础
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有‘生机’之物 —— 碳化合物 —— 碳氢化合物。 十八世纪前，利用天然有机物。
我国古代对天然有机物的利用：植物染料、酿酒、制醋、中草药（神农本草 经，汉末）、造纸（汉朝）
其他国家，如古代印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马也都在染色、酿酒对天 然有机物进行了利用。埃及人用靛蓝和茜素作木乃伊裹布的染料，古犹太人祈祷 者披巾上的蓝色是从一种地中海鱼中提取出来的。
有机化学的任务
1．发现新现象（新的有机物，有机物的新的来源、 新的合成方法、合成技巧，新的有机反应等） 2．研究新的规律（结构与性质的关系，反应机理等） 3．提供新材料 （提供新的高科技材料，推动国民经 济和科学技术的发展） 4．探索生命的奥秘（生命与有机化学的结合）。
§有机化合物的特点
有机化合物的特点通常可用五个字概括：“多、燃、 低、难、慢”。
pKa
Fra Baidu bibliotek4.82
4.52
4.06
2.80
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。
原子或基团的吸电子能力顺序如下：
吸电子诱导效应（- I）：
+
NR3 NO2
SO2R
CN
SO2Ar
COOH
高中化学竞赛有机化学基础
高乃群
【本章重点】
第一章 绪 论
共价键的形成及共价键的属性、诱导效应。 【必须掌握的内容】
1. 有机化合物及有机化学。 2. 有机化合物构造式的表示方法。 3. 共价键的形成——价键法（sp3、sp2 sp杂化、σ键与π 键）和分子轨道法。 4. 共价键的基本属性及诱导效应。 5. 共价键的断键方式及有机反应中间体。 6. 有机化合物的酸碱概念。
三、诱导效应：
由于成键原子电负性不同所引起的，电子云沿键链 （包括σ键和π键）按一定方向移动的效应，或者说是键 的极性通过键链依次诱导传递的效应，称为诱导效应
（Inductive effects），通常用“I”表示。
δ+
δ
C
X
C
H
I 效应
标准
从下面几组数据中找找规律：
+
δ
δ
C
Y
+ I 效应
(CH 3)3CCOOH
pKa
5.50
CH3CH2COOH 4.84
CH3COOH 4.76
HCOOH 3.77
+ I 效应：(CH3)3C— ＞ (CH3)2CH— ＞ CH3CH2— ＞ CH3—
ICH2COOH
pKa
3.18
BrCH2COOH 2.90
ClCH2COOH 2.86
FCH2COOH 2.59
-I 效应：F— ＞ Cl— ＞ Br— ＞ I—
2、 键有一个对称轴， 轴上电子云密度最大。
1、 电子云分布在 键所 在平面的上下两方，呈块状 分布。
2、只有对称面，对称面上 的电子云密度最小（=0）
键的性质
1、键能较大。
1、键能较小。
2、键的旋转：以 键连接 2、键的旋转：以 键连接 的两原子可相对的自由旋 的两原子不能自由旋转。
转。
3、键的可极化度：较大。
2、性质上的特点 A、 物理性质方面特点
1) 挥发性大，熔点、沸点低 2) 水溶性差 （大多不容或难溶于水，易溶于有机溶剂 B、化学性质方面的特点 1) 易燃烧 2) 热稳定性差，易受热分解（许多化合物在200~300度 就分解） 3) 反应速度慢 4) 反应复杂，副反应多
§共价键的形成及其属性
§有机化合物与有机化学
1、有机化合物：烃及其衍生物(烃：碳氢化合物) 2、有机化学：研究有机化合物来源、制备、结构、性能、应用 及其变化规律的科学。 3.有机化合物的研究对象 有机化学是从分子水平上研究物质世界最丰富多彩的部分 ——有 机化合物。 简单有机小分子化合物（组成、价键、结构、性质、鉴定、反应、 合成）——复杂有机化合物（结构、鉴定、合成） ——大分子 化合物（ 结构、鉴定、合成、相互作用） —— 超分子（分子识别、 分子组装、功能） 三项内容：分离、结构、反应和合成
电负性： s sp sp2 sp3 p
（2） 键与 键的差异：
存在的情况 键的形成情况
键
键
1、可以单独存在。
1、必须与键共存。
2、存在于任何共价键中。 2、仅存在于不饱和键中。
成键轨道沿轴向在直线上 成键轨道对称轴平行，从侧
相互重叠。
面重叠。
电子云的分布情况
1、 电子云集中于两原子 核的连线上，呈圆柱形分 布。
[分离] 从自然界或反应产物通过蒸馏、结晶、吸附、萃取、升华等
操作孤立出单一纯净的有机物。
[结构] 对分离出的有机物进行化学和物理行为的了解，阐明 其结
构和特性。
[反应和合成] 从某一有机化合物(原料)经过一系列反应转化成一
已知的或新的有机化合物(产物)。
4、有机化学的产生和发展 有机化学作为一门学科诞生于：19世纪初
1．组成和结构之特点 有机化合物种类繁多、数目庞大（已知有七百多万种、且 还在不但增加） 但组成元素少 （C， H， O， N ，P， S， X等）
原因： 1） C原子自身相互结合能力强 2) 结合的方式多种多样（单键、双键、三键、链状、环状） 3) 同分异构现象 （构造异构、构型异构、构象异构）普遍 例如，C2H6O就可以代表乙醇和甲醚两种不同的化合物
一、共价键的形成 1．价键理论：
共价键的成键条件； 共价键的饱和性； 共价键的方向性。
+
1s
1s
2p 1s +
分子轨道
2p
1s
+
氢分子
2p + 1s
2、杂化轨道理论
简介*
要点 *
sp3、 sp2、 * sp 杂化 *
着重强调两个问题：
（1）不同杂化方式的轨道形状、s 成分的多寡及 不同杂化碳原子的电负性是不同的。
CH3COOH
pKa
4.76
ClCH2COOH 2.86
Cl2CHCOOH 1.36
Cl3CCOOH 0.63
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。
CH3CH2CH2COOH ClCH2CH2CH2COOH CH3CHClCH2COOH CH3CH2CHClCOOH
3、键的可极化度：较小。
二、共价键的属性
1、键长：以共价键键合的两个原子核间的距离为键长。
2、键角：同一原子上的两个共价键之间的夹角。 3、键能：气态时原子A和原子B结合成1molA-B双原子分子 （气态）所放出的能量。
4、键的极性和键矩 键矩：极性共价键正或负电荷中心的电荷（q）与两个电 荷中心之间的距离（d）的乘积叫键矩（u）。
我国古代对天然有机物的利用：植物染料、酿酒、制醋、中草药（神农本草 经，汉末）、造纸（汉朝）
其他国家，如古代印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马也都在染色、酿酒对天 然有机物进行了利用。埃及人用靛蓝和茜素作木乃伊裹布的染料，古犹太人祈祷 者披巾上的蓝色是从一种地中海鱼中提取出来的。
有机化学的任务
1．发现新现象（新的有机物，有机物的新的来源、 新的合成方法、合成技巧，新的有机反应等） 2．研究新的规律（结构与性质的关系，反应机理等） 3．提供新材料 （提供新的高科技材料，推动国民经 济和科学技术的发展） 4．探索生命的奥秘（生命与有机化学的结合）。
§有机化合物的特点
有机化合物的特点通常可用五个字概括：“多、燃、 低、难、慢”。
pKa
Fra Baidu bibliotek4.82
4.52
4.06
2.80
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。
原子或基团的吸电子能力顺序如下：
吸电子诱导效应（- I）：
+
NR3 NO2
SO2R
CN
SO2Ar
COOH
高中化学竞赛有机化学基础
高乃群
【本章重点】
第一章 绪 论
共价键的形成及共价键的属性、诱导效应。 【必须掌握的内容】
1. 有机化合物及有机化学。 2. 有机化合物构造式的表示方法。 3. 共价键的形成——价键法（sp3、sp2 sp杂化、σ键与π 键）和分子轨道法。 4. 共价键的基本属性及诱导效应。 5. 共价键的断键方式及有机反应中间体。 6. 有机化合物的酸碱概念。
三、诱导效应：
由于成键原子电负性不同所引起的，电子云沿键链 （包括σ键和π键）按一定方向移动的效应，或者说是键 的极性通过键链依次诱导传递的效应，称为诱导效应
（Inductive effects），通常用“I”表示。
δ+
δ
C
X
C
H
I 效应
标准
从下面几组数据中找找规律：
+
δ
δ
C
Y
+ I 效应
(CH 3)3CCOOH
pKa
5.50
CH3CH2COOH 4.84
CH3COOH 4.76
HCOOH 3.77
+ I 效应：(CH3)3C— ＞ (CH3)2CH— ＞ CH3CH2— ＞ CH3—
ICH2COOH
pKa
3.18
BrCH2COOH 2.90
ClCH2COOH 2.86
FCH2COOH 2.59
-I 效应：F— ＞ Cl— ＞ Br— ＞ I—
2、 键有一个对称轴， 轴上电子云密度最大。
1、 电子云分布在 键所 在平面的上下两方，呈块状 分布。
2、只有对称面，对称面上 的电子云密度最小（=0）
键的性质
1、键能较大。
1、键能较小。
2、键的旋转：以 键连接 2、键的旋转：以 键连接 的两原子可相对的自由旋 的两原子不能自由旋转。
转。
3、键的可极化度：较大。
2、性质上的特点 A、 物理性质方面特点
1) 挥发性大，熔点、沸点低 2) 水溶性差 （大多不容或难溶于水，易溶于有机溶剂 B、化学性质方面的特点 1) 易燃烧 2) 热稳定性差，易受热分解（许多化合物在200~300度 就分解） 3) 反应速度慢 4) 反应复杂，副反应多
§共价键的形成及其属性
§有机化合物与有机化学
1、有机化合物：烃及其衍生物(烃：碳氢化合物) 2、有机化学：研究有机化合物来源、制备、结构、性能、应用 及其变化规律的科学。 3.有机化合物的研究对象 有机化学是从分子水平上研究物质世界最丰富多彩的部分 ——有 机化合物。 简单有机小分子化合物（组成、价键、结构、性质、鉴定、反应、 合成）——复杂有机化合物（结构、鉴定、合成） ——大分子 化合物（ 结构、鉴定、合成、相互作用） —— 超分子（分子识别、 分子组装、功能） 三项内容：分离、结构、反应和合成
电负性： s sp sp2 sp3 p
（2） 键与 键的差异：
存在的情况 键的形成情况
键
键
1、可以单独存在。
1、必须与键共存。
2、存在于任何共价键中。 2、仅存在于不饱和键中。
成键轨道沿轴向在直线上 成键轨道对称轴平行，从侧
相互重叠。
面重叠。
电子云的分布情况
1、 电子云集中于两原子 核的连线上，呈圆柱形分 布。
[分离] 从自然界或反应产物通过蒸馏、结晶、吸附、萃取、升华等
操作孤立出单一纯净的有机物。
[结构] 对分离出的有机物进行化学和物理行为的了解，阐明 其结
构和特性。
[反应和合成] 从某一有机化合物(原料)经过一系列反应转化成一
已知的或新的有机化合物(产物)。
4、有机化学的产生和发展 有机化学作为一门学科诞生于：19世纪初
1．组成和结构之特点 有机化合物种类繁多、数目庞大（已知有七百多万种、且 还在不但增加） 但组成元素少 （C， H， O， N ，P， S， X等）
原因： 1） C原子自身相互结合能力强 2) 结合的方式多种多样（单键、双键、三键、链状、环状） 3) 同分异构现象 （构造异构、构型异构、构象异构）普遍 例如，C2H6O就可以代表乙醇和甲醚两种不同的化合物
一、共价键的形成 1．价键理论：
共价键的成键条件； 共价键的饱和性； 共价键的方向性。
+
1s
1s
2p 1s +
分子轨道
2p
1s
+
氢分子
2p + 1s
2、杂化轨道理论
简介*
要点 *
sp3、 sp2、 * sp 杂化 *
着重强调两个问题：
（1）不同杂化方式的轨道形状、s 成分的多寡及 不同杂化碳原子的电负性是不同的。
CH3COOH
pKa
4.76
ClCH2COOH 2.86
Cl2CHCOOH 1.36
Cl3CCOOH 0.63
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。
CH3CH2CH2COOH ClCH2CH2CH2COOH CH3CHClCH2COOH CH3CH2CHClCOOH
3、键的可极化度：较小。
二、共价键的属性
1、键长：以共价键键合的两个原子核间的距离为键长。
2、键角：同一原子上的两个共价键之间的夹角。 3、键能：气态时原子A和原子B结合成1molA-B双原子分子 （气态）所放出的能量。
4、键的极性和键矩 键矩：极性共价键正或负电荷中心的电荷（q）与两个电 荷中心之间的距离（d）的乘积叫键矩（u）。