高中化学选修三 杂化(3)

如:乙烯
H C C H
H H CH2=CH2
构成双键的碳原子都是sp2杂化
菏泽医学专科学校
医学化学
3、sp杂化
sp杂化轨道
sp杂化
2P
激发态
2个sp轨道呈正直线型分布，轨道之间的夹角是 180°，且与未杂化的P轨道垂直。
菏泽医学专科学校
医学化学
sp杂化
单个sp杂化轨道
sp杂化轨道呈直线型， 且与2个未杂化的P轨道垂直
医学化学
3、共轭效应：C

在共轭体系中，由于共轭双键的存在，而使分子 中的原子间相互影响，以致引起电子云密度改变、 键长平均化、体系稳定的效应。
4、共轭体系的特点： （1）键长平均化，即电子云密度平均化； （2）体系能量降低，稳定性增加； （3）进行化学反应时，易产生交替极化。
菏泽医学专科学校
医学化学
菏泽医学专科学校
医学化学
二、反应类型：
1、自由基反应：通过共价键的均裂产生自由基， 由自由基之间进行的反应。 例如：烷烃的卤化反应历程
2、离子型反应：通过共价键的异裂产生正、负离子， 由正负离子与进攻试剂之间进行的反应。
菏泽医学专科学校
医学化学
离子型反应可分为亲电反应和亲核反应
（1）亲电反应：负碳离子与亲电试剂的反应。 亲电试剂：带正电荷的离子或缺电子的分子。 （2） 亲电加成反应：正碳离子与亲核试剂的反应。 亲核试剂：带负电荷的离子或具有孤对电子的分子。
菏泽医学专科学校
医学化学
(3) 取代基的确定和编号
确定使用的编号体系是正确的，取代基的编号就用母 体碳原子的编号。
CH 3CH 2
9
8
CH
3
C H 2C H
3
C H3
CH CH 2CH 2 CH
7 6 5 4
CH CH 2CH
3 2 1
4,7-二甲基-3-乙基壬烷
菏泽医学专科学校
医学化学
B. 系统命名法原则：
菏泽医学专科学校
医学化学
（二）、有机化合物的命名原则
A.普通命名法
1、碳原子数在十以内的用天干：甲、乙、丙、丁、 戊、己、庚、辛、壬、癸表示，十个碳原子以上用汉 字数字表示。 2、简单烃的异构体可以在名字前加适当的形容词 表示。
CH3 C CH3
H5C2
CH 2 C2H5
H3C
CH CH3
C2H5
菏泽医学专科学校
医学化学
第一节 有机化合物的结构理论
一、碳原子的结构
碳是四价的
共价键
碳元素位于元素周期表的第二周期第四主族，最外层有4个电子，既不易失去 电子，也不易得到电子。
碳原子易与其他原子共用4对电子形成4个共价键。
碳原子的电子层结构： 1S22S22P2 ；
菏泽医学专科学校
医学化学
碳碳键的类型
二、杂化轨道理论
（一）碳原子杂化轨道的类型
激发
基态
激发态
菏泽医学专科学校
医学化学
1、sp3杂化
杂化
SP3杂化轨道
激发态 四个SP3杂化轨道，呈正四面体分布，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，轨道之间的夹角是109°28′
菏泽医学专科学校
医学化学
sp3杂化
正四面体
菏泽医学专科学校
菏泽医学专科学校
医学化学
二、共轭效应 （一） π－π 共轭 １、共轭双键：凡两个双键被一个单键隔开的键。 2、π－π共轭体系：分子内具有单双键交替 排列结构特征的化合物。 如：1，3-丁二烯、苯
0.137
正常： 0.134 0.146
CH2 = CH -- CH = CH2
0.154
菏泽医学专科学校
菏泽医学专科学校
医学化学
三、共价键的类型
根据形成共价键时原子轨道的重叠方式不同：可分为σ键和π键
1、σ键：原子轨道沿键轴方向相互重叠而形成 的共价键。（头碰头）
SPx-SPx轨道形成的σ键
SPx-S轨道形成的σ键
菏泽医学专科学校
医学化学
菏泽医学专科学校
医学化学
构成σ键的电子称为σ电子。σ电子云沿键轴对称分 布，在两原子核之间电子云密度最大。
（1）脂环族化合物
可以看作是链状化合物闭合而得，性质也与相应的链状化合物相似。
环己烷 （2）芳香族化合物
环戊烷
含有苯环或者是稠合苯环的化合物，性质和链状化合物不同。
苯
萘
菏泽医学专科学校 3.杂环化合物
医学化学
组成环的原子除碳原子外，还含有其他元素原子的化合物。
O
呋喃 开链化合物 有机化合物
N
吡啶
脂环族化合物 碳环化合物 芳香族化合物 闭链化合物 杂环化合物
菏泽医学专科学校
医学化学
（二）按官能团分类
官能团： 能决定一类有机化合物的化学特性的原子或原子团。
菏泽医学专科学校
医学化学
二、有机化合物的命名原则 烃基
烃分子去掉一个氢原子而剩下的原子 团,叫做 烃基。
例如： 甲基 CH3－
乙基 CH3CH2－ 或：C2H5－
正丙基 CH3CH2CH－
异丙基(CH3)2CH－
（2）是一种静电作用，是固有的永久性效应。
菏泽医学专科学校
医学化学
3、诱导效应的方向
电负性
电子云
C
X > H
X
C
H
C
Y < H
Y
向X偏移
向C偏移
斥电诱导（+I）
y为斥电子基 电负性小于H的基团 为斥电子基
诱导效应 吸电诱导（-I） X为吸电子基 电负性大于H的基团 为吸电子基
菏泽医学专科学校
医学化学
sp3
sp2 sp
1个s+2个p 1个s+1个p
1 2
3个sp2 2个sp
正三角形 120° 直线形 180°
菏泽医学专科学校
医学化学
（二）杂化轨道理论的要点
1、即杂化轨道有能量相近的原子轨道组合而成。 2、有几个原子轨道参加杂化，就形成几个杂化轨道。
3、杂化轨道的成键能力增强。 （成键能力：sp3﹥sp2﹥sp﹥p﹥s） 4、杂化轨道有一定的空间构型： sp3杂化轨道为正四面体、sp2杂化轨道正三角形 sp杂化轨道为直线形。
医学化学
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
单键碳原子都是sp3杂化
菏泽医学专科学校
H3C
CH3
正戊烷
异戊烷
新戊烷
菏泽医学专科学校
医学化学
大部分复杂有机化合物都可以通过下面 的步骤来命名:
（1）找出母体碳原子 a．在分子中找出含有连续碳原子的最 长链，并 用 该链名称作为母体名称，最长链在书写时不 允许分离。
b．如果母体有两种不同的等长链，选择支链点 数多的作为母体。
菏泽医学专科学校
菏泽医学专科学校
医学化学
第七章
有机化合物概述
菏泽医学专科学校
医学化学
1、有机化合物
碳氢化合物及其衍生物。 （C、H、O、S 、N、X）
碳
2、有机化学
研究碳氢化合物及其衍生物的一门科学。
3、有机化学研究的主要内容
组成、结构、性质、制备、应用及有关理论、变化规律。 有机化合物的结构特点主要是由碳原子的结构特点决定的。
医学化学
2、sp2杂化
sp2杂化轨道
sp2杂化
2P
激发态
三个sp2轨道呈平面正三角形分布， 轨道之间的夹角是120°， 未杂化的P轨道垂直于sp2轨道所在的平面。
菏泽医学专科学校
医学化学
sp2杂化
单个sp2杂化轨道
sp2轨道呈平面正三角形，P轨道垂直于sp2轨道所 在的平面
菏泽医学专科学校
医学化学
1、长主短侧 2、近侧编号
3、优先基团后列出
4、同类合并 5、等长选多侧
菏泽医学专科学校
医学化学
CH3 CH CH2COOH Br CH3 CH CH2COOH
3-溴丁酸
3-羟基丁酸
OH
CH3 CH---C- CH2 CHCOOH CH3 O C2H5
5-甲基-2-乙基-4-己酮酸
凡是单键都是σ键
菏泽医学专科学校
医学化学
2、π键：原子轨道从侧面相互平行重叠而形成 的共价键。（肩并肩）
菏泽医学专科学校
医学化学
菏泽医学专科学校
医学化学
形成π键时只限于两个P轨道之间的重叠， 即: P-P 构成π键的电子称为π电子。 π电子云位于σ键所在平面的上下方，没有 轴对称。 π键不能单独存在，只能与σ键共存
在有机化合物中，碳原子的4个共价键不仅能 自相成键：与氢原子或其他元素的原子相结合，而且碳原 子之间也可以通过共价键自相结合。
碳碳单键：
两个碳原子之间共用一对电子形成的键。
C
C
碳碳双键：
两个碳原子之间共用两对电子形成的键。
C C
碳碳三键：
两个碳原子之间共用三对电子形成的键。
C
C
菏泽医学专科学校
医学化学
（二） P－π共轭 1、
P－π共轭体系：P轨道与π轨道相互
平行重叠而形成的体系。 2、
P－π共轭效应：由于P电子的离域作
用，引起电子云密度平均化的现象。
菏泽医学专科学校
医学化学
第三节 有机反应的类型
一、共价键的断裂方式：
均裂 异裂
C + Y
C
自由基 负碳离子 正碳离子
+Y
+ Y
C
共价键断裂时共用电子对平均分给成键的两个原子，产生 游离基，称为共价键的均裂 共价键断裂时共用电子对为成键两原子或基团的某一方 所占有，生成离子，称为共价键的异裂。
学键之间的相互影响，使分之中的电子云发生一定程度的移
动，这种作用称为电子效应。

电子效应分为诱导效应和共轭效应
一、诱导效应
1、诱导效应：在多原子分子中，由于成键原子或 基团的电负性不同而引起分子中的电子云沿着分子链 向某一方向移动的效应。
菏泽医学专科学校
医学化学
2、诱导效应的特点： （1）由近及远的依次传递，但减弱的很快。 即作用是短程的，一般不超过3个碳原子
常见取代基的电负性大小次序：
-NO2
﹥-CN ﹥ -COOH ﹥ -F ﹥ -Cl ﹥Br ﹥ -I ﹥ -OCH3﹥ -OH ﹥-CHO ﹥ -C6H5 ﹥ -CH=CH2 ﹥ -H ﹥ -CH3﹥ -C2H5 ﹥ -CH(CH3)2 ﹥ -C(CH3)3
在H前面的是吸电子基， 在H后面的是斥电子基
双键中有一个π键， 叁键中有两个π键。
菏泽医学专科学校
医学化学
如：H2C=CH2
菏泽医学专科学校
医学化学
乙烯
3、σ键与π键的主要特点 菏泽医学专科学校
σ键
存 可以单独存在，存在于 在 任何共价键中 形 成键轨道沿键轴重叠， 式 重叠程度大 1、电子云呈柱状，沿键 性 轴呈圆柱形对称，电子 云密集于两核之间 2、可绕键轴自由旋转 3、键能大，键稳定 质 4、不易被极化
医学化学
π键 不可以单独存在， 只能与σ键同时存在
成键p轨道平行重叠， 重叠程度较小 1、电子云呈块状，通过 键轴有一对称面，电子 云分布在平面上下方
2、不能自由旋转 3、键能小，键不稳定
4、易被极化
菏泽医学专科学校
医学化学
第二节

有机化合物分子中的电子效应
分子中原子与原子、原子与基团、基团与基团、化学键与化
菏泽医学专科学校
医学化学
一个s轨道和一个p轨道形成两个sp 杂化轨道，如:乙炔
H C C H
HC CH
叁键碳原子都是sp杂化
菏泽医学专科学校
医学化学
碳原子杂化轨道的类型
类型 参与杂化的 未参与杂 杂化轨道 原子轨道数 化的P轨 数目 道数 1个s+3个p 0 4个sp3 空间构型 轨道夹 角 正四面体 109°28’
菏泽医学专科学校
医学化学
第四节
有机化来自百度文库物的分类和命名原则
一、 有机化合物的分类
（一）按碳架分类
1、链状化合物
分子中的碳原子相互连接形成链状结构的有机物，又称脂肪族化合物。
CH3
CH2
CH3
丙烷
菏泽医学专科学校 2.碳环化合物
医学化学
分子中的环全部由碳原子组成的化合物。根据碳环结构不 同又分为脂环族化合物和芳香族化合物。
医学化学
（2）给长链碳原子编号
a．从离第一个支链点最近的碳原子开始， 确定最长链中每个碳原子的编号。 b．如果母体两个支链点距离相等，选择 离第二个支链点较近的那一端开始。
9 8
CH 3 CH 2
CH 3 CH 2 CH 3
5 4
CH 3 CHCH 2 CH 2 CH
7 6
CHCH 2 CH 3
3 2 1