高二化学选修5 有机化合物的成键特点课件.ppt

有机化合物的成键特点是什么 参考p7 讨论 有机化合物中碳原子的成键特点是什么 有机物的组成和结构通常有哪些表示方法 描述键有哪些参数 七作用是什么 第二节有机化合物的结构特点一 结构特点 1 成键特点不易失去或获得电子 一个碳原子可以形成4个共价键 2 成键方式 p7 1 每个原子能与氢原子或其他原子形成4个共价键 而且碳原子之间也能以共价键结合 2 碳原子间不仅可以形成稳定的单键 还可以形成稳定的双键或三键 3 多个原子可以相互结合成长短不一的碳链 碳链也可以带有支链4 多个碳原子可以结合成环 碳链和碳环也可以相互结合 3 有机物的组成和结构通常的表示方法 还有什么表示方法 二 键参数1 键长 形成共价键的两个原子之间的核间距 1pm 10 12m 思考 键长与键能的关系 键长越短 键能越大 共价键越稳定 2 键角 两个共价键之间的夹角称为键角 如 三原子分子h20的h o h键角为105 是一种v形分子 多原子分子的键角一定 表明共价键具有方向性 键角是描述分子立体结构的重要参数 分子的许多性质都与键角有关 单位 kj mol如 形成lmolh h键释放的最低能量为436 0kj 则h h键能为436 0kj mol形成1moln三n键释放的最低能量为946kj则n三n键能为946kj mol 3 键能 气态基态原子形成lmol化学键释放的最低能量 通常取正值 思考 键能大小与化学键稳定性的关系 键能越大 化学键越稳定 科学视野 碳原子的sp3杂化与甲烷的结构 一 多电子原子的核外电子的能量是不同的1 主层按电子的能量差异 可以讲核外电子分成不同的能层k l m n o p q 2 亚层多电子原子中 同一能层的电子 能量也可能不同 还可以把它们分成能级 并用符号ns np等表示 当电子在不同的能级里运动时 其运动区域是不同的 并用s p等来表示不同形状的轨道 在每个轨道里最多只能容纳2个电子 你知道2p 3p能层有什么异同吗 右示意图中的甲烷分子结构与碳的电子排布 1s22s22px12py1 之间存在着严重的冲突 根据碳的近代电子排布 其外层可以跟氢原子共享的电子 未配对电子 只有2个 而示意图中的碳原子提供了4个电子与氢原子共享 透过左图的轨域表示式 我们可以更清楚地看到这一点 左图显示的是第2能级 外层能级 的电子 由于1s2电子深藏在原子内部 因此不参与成键 可被共享的电子似乎只有2p的两个电子 那为什么甲烷不是ch2呢 二 sp3杂化轨道1 甲烷分子中 碳原子的4个电子存在于两种不同的轨域当中 而甲烷中所有碳与氢之间的成键都是相等的 如果电子存在于不同的轨域中 那么它们的成键是不可能相等的 由此我们可以推断 碳原子外层的4个轨域在成键时一定是相同 怎么相等的呢 的 杂化是一个重新排布电子的过程 如左图所示 电子进入了四个相同的轨域 这四个轨域被称为sp3杂化轨域 sp3表明其演化自1个s轨域和3个p轨域 sp3 读成 s p 三 而非 s p的立方 sp3杂化轨域在形状上类似半个p轨域 它们组织各自在空间中的方位并尽可能的使自己与其它3个sp3轨域相距遥远 2s轨域和2p轨域之间的能量缺口很小 因此碳只需投入很少的能量便可将2s轨域上的一个电子跃迁到空2p轨域上 这样做的好处是 碳将拥有4个未配对电子 也就是说 碳可以形成4个共价键 成键时额外形成的2个共价键所释放出的能量将超过碳开始时的投入 使电子跃迁的能量 以端对端的方式重叠而形成的成键称为 键 读 西格玛键 碳和氢之间的成键也是 键 所有的 成键中 成键电子对最易出现的那一区域无一不是位于两个原子核的连线上 2 乙烷分子中 3 其它烷烃分子中所有烷烃的成键方式都是相同的 1 每个碳原子都将跃迁自己的一个电子 随后杂化为sp3杂化轨域 2 碳原子与碳原子间将通过端对端的方式重叠sp3杂化轨域 形成 键 3 烷烃中 除了碳原子间成键用去的sp3杂化轨域 剩下的全部sp3杂化轨域都分别与氢原子的1s1轨域形成新的分子轨域 哪里有氢原子 哪里就有sp3杂化轨域跟1s1轨域的重叠 反之亦然 碳 碳单键的自由旋转分子的两端可通过