有机化学-绪论(全面剖析).pptVIP

1、有 机 化 学,Organic Chemistry,淮阴师范学院化学化工学院,主讲教师：周建峰（教授） E-mail: ,曾昭琼主编，有机化学 （上、下册） (第四版)，高等教育出版社 胡宏纹主编，有机化学 （上、下册） (第二版)，高等教育出版社 北京大学主编，有机化学 (上、下册)，高等教育出版社,本 课 程 主 要 参 考 书 目,第一章 绪 论(Introduction,本章重点讲解问题 一. 有机化学的概念了解 二. 共价键的一些基本概念掌握 三. 研究有机化合物的一般步骤了解 四. 有机化合物的分类理解,1. 有机化学,有机化学”这一名词于1806年首次由瑞典化学家贝采里乌斯（J.

2、J.Berzelius）提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制，有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为，在生物体内由于存在所谓“生命力”，才能产生有机化合物，而在实验室里是不能由无机化合物合成的。然而在1828年的时候，德国化学家维勒（F.Wohler），在实验室中成功合成了尿素（一种生物分子），自此以后有机化学便脱离传统所定义的范围，扩大为含碳物质的化学(但不包括含碳的无机化合物)。所以，有机化学又称为碳化合物的化学，是研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、反应机理和应用等的学科，是化学中极为重要的一个分支,第一节 有机化学和

3、有机化合物,1848年，德国化学家葛美林(L.Gmelin) 对有机化学提出了新的定义，即现在所用的定义：含碳化合物的化学就是有机化学（Organic Chemisty is the Chemisty of Carbon Compounds,德国共产主义者化学家 ，有机化学的奠基人肖莱马(C. Schorlemmer)提出，有机化合物是碳氢化合物及其衍生物， 有机化学是研究碳氢化合物及其衍生物的科学,NH4OCN （NH2)2CO,注意：有机化合物中不能没有碳，但碳本身和一些简单的碳化合物不属于有机化合物,例如：CO、CO2、CO3、CaC2、金属羰基化合物等，它们都属无机化合物,近年来人们关

4、注的生命化学、材料化学、金属有机化学、配位化学均与有机化学相关,有机化学和人类生活有着极为密切的关系。有机化学与国民经济的各个行业的关系极为密切。有机化学是应用学科的基础,有机化学的重要性,2. 有机化合物的特点,熔点、沸点低(low m.p. and b.p.)，热稳定性差,一般400,m.p.（NaCl）= 801；b.p.（NaCl）= 1413,容易燃烧(inflammable)，生成CO2和H2O,但CCl4 不但不燃烧，而且可以作灭火剂,难溶于极性大的水(immiscible with water)，易溶于非极性的有机溶剂,如：易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等,分子组成复杂(co

5、mplicated structure)，异构现象普遍存在,活化分子,增加分子热运动,反应速度慢、副反应多(multiple reactions,异构体(isomers,构造,反应及速率,离子反应,可燃性,溶解性,熔点,化学结合,构成元素,较简单，较少异构现象,复杂，常有异构现象,较无副反应，且反应速率较快,常有副反应的可能，所以较复杂，但因非离子反应，所以速率较慢，故常需催化剂,一般为电解质，常为离子反应,一般为非电解质，所以多数为非离子反应,不燃的较多,在空气中多数会燃烧,一般溶于水，但不溶于有机溶剂,一般不溶于水，但溶于有机溶剂,一般较高,一般较低,离子结合,共价结合,约100种全部元素

6、,主要C、H、O、N、P、S、X,比较少,非常多（约4000万种,种类,无机化合物,有机化合物,有机和无机的差別,1) 成键的两个原子具有未成对电子且自旋相反时，就可偶合配对，每一对电子成为一个共价键,2) 共价键具有饱和性。若一个原子的未成对电子已配对，它就不再与其它原子的未成对电子配对,3) 共价键具有方向性。轨道重叠时重叠的程度最大,1.价键理论(又称电子配对理论,一、共价键理论,共价键理论,价键理论(VB法,分子轨道理论(MO法,第二节 共价键的一些基本概念,2. 分子轨道理论,二、共价键的键参数,1. 键长(bong length,一般共价键越短，键越强，越牢固,注意,不同的共价键有

7、不同的键长,不同化合物，其相同的原子核间的键长稍有差别,2. 键角(bond angle,两共价键之间的夹角,键长、键角决定着分子的立体形状,3. 键能(bond energy,离解能或平均离解能,将1mol分子（气态）解离为原子（气态）时所吸收的能量。单位：kJ / mol,键能表示共价键的强度，共价键结合得牢固，则其键能就大,利用键能数据可计算出反应热。 H=H反应物-H产物,双原子分子键能:键的离解能 多原子分子键能:各个键离解能的平均值,有机分子的键能越小，键就越活泼；键能越大，键就比较稳定,故甲烷C-H 键的键能为：1661 / 4 = 415.3 kJ / mol,例：根据表1-3

8、共价键的键能，把下列共价键的稳定性由大到小排列，简述理由,解：共价键的键能数据为,通常键能越大，键越稳定，所以共价键的稳定性由大到小排列为,C-H C-Cl C-Br C-I,在室温下分子热运动的能量约为63-84kJmol-1，比一般共价键的键能小得多，因此共价键在室温下是稳定的,4. 键的极性(bond polarity)与偶极矩(dipole moment,两个不同原子成键时，由于原子拉电子能力不同，(分子中键合原子拉电子能力叫电负性)共用电子对发生偏移，使一原子带部分负电荷(d-)，另一原子带部分正电荷(d+)。电子云分布不对称有极性。成键原子电负性差越大，键的极性越强,键的极性大小用

9、键矩(也称偶极矩m)表示,键的极性与分子极性的关系: 分子极性的大小用偶极矩表示，它是分子中各个键键矩的矢量和,0 D,0 D,双原子分子的极性就是其键的极性，如,多原子分子的极性是各个价键极性的矢量和,非极性分子,极性分子,三、共价键的断裂,断裂方式：决定于分子结构和反应条件,1. 均裂(homolysis,成键的一对电子平均分给两个原子或原子团,游离基反应) free radical reaction,条件：非极性溶剂、 光或高温,2. 异裂(heterolysis,成键的一对电子为某一原子或原子团所占有,离子型反应） ionic reaction,条件：极性溶剂、 酸碱催化,离子型反应,

10、亲电反应,亲核反应,亲电试剂(亲电体,在反应过程中接受电子或共用 电子(属另一反应物分子)的试剂,特点：缺电子的正离子。如碳正离子和氢离子等,亲核试剂(亲核体,能给出电子，在反应过程中进攻反应物中带部分正电荷的碳原子,特点：带有负电子的原子或原子团及有孤对电子对的分子。如OH-、:NH3,协同反应(concerted reaction,反应历程中不产生离子或自由基中间体，不受溶剂极性的影响，也不被酸碱所催化，化学键的断裂和生成是同时发生的。(周环反应,第三节 研究有机化合物的一般步骤,1、分离提纯,2、纯度的检验：物理常数的测定,3、元素分析和分子式的确定,4、结构的确定,5、构造式写法,构造

11、、构型和构象,根据红外光谱、紫外光谱、核磁共振谱、质谱等光谱分析,构造：是分子中原子的连接方式和顺序,价键式：用短线表示成键,点电子式：用电子对表示成键,例：甲基橙是一个含氧酸的钠盐，它含碳51.4%、氢4.3% 、氮12.8% 、硫9.8%和钠7.0% ，写出甲基橙的实验式,解：首先求出化合物中各原子数目之比,C:H:N:S:Na:O=14:14:3:1:1:3,所以甲基橙的实验式为： C14H14O3N3SNa,第四节 有机化合物的分类和官能团,如,一、按碳架分类,二、按官能团分类,官能团是分子中比较活泼，容易发生化学反应的原子或基团，官能团对化合物的性质起着决定性的作用,根据官能团不同，可将有机化合物分为：烷烃、烯