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文檔簡介
1、v1.0可編輯可修改有機(jī)化學(xué)要義、例題、習(xí)題一.有機(jī)物系統(tǒng)命名法根據(jù)IUPAC命名法及1980年中國化學(xué)學(xué)會命名原則,按各類化合物分述如下。1 .帶支鏈烷姓主鏈選碳鏈最長、帶支鏈最多者。編號按最低系列規(guī)則。從靠側(cè)鏈最近端編號,如兩端號碼相同時,則依次比較下一取代基位次,最先遇到最小位次定為最低系統(tǒng)(不管取代基性質(zhì)如何)。例如,命名為2,3,5-三甲基己烷,不叫2,4,5-三甲基己烷,因2,3,5與2,4,5對比是最低系列取代基次序IUPAC規(guī)定依英文名第一字母次序排列。我國規(guī)定采用立體化學(xué)中“次序規(guī)則”:優(yōu)先基團(tuán)放在后面,如第一原子相同則比較下一原子。例如,30稱2-甲基-3-乙基戊烷,因一C
2、HCH>CH,故將一CH放在前面2 .單官能團(tuán)化合物主鏈選含官能團(tuán)的最長碳鏈、帶側(cè)鏈最多者,稱為某烯(或快、醇、醛、酮、酸、酯、)o鹵代燒、硝基化合物、醴則以姓為母體,以鹵素、硝基、燒氧基為取代基,并標(biāo)明取代基位置。編號從靠近官能團(tuán)(或上述取代基)端開始,按次序規(guī)則優(yōu)先基團(tuán)列在后面。例如,3 .多官能團(tuán)化合物(1)脂肪族選含官能團(tuán)最多(盡量包括重鍵)的最長碳鏈為主鏈。官能團(tuán)詞尾取法習(xí)慣上按下列次序,OHNH(=NH>OC>C=C如烯、快處在相同位次時則給雙鍵以最低編號。例如,(2)脂環(huán)族、芳香族如側(cè)鏈簡單,選環(huán)作母體;如取代基復(fù)雜,取碳鏈作主鏈。例如:(3)雜環(huán)從雜原子開始編
3、號,有多種雜原子時,按QS、N、P順序編號。例如:4.順反異構(gòu)體(1)順反命名法環(huán)狀化合物用順、反表示。相同或相似的原子或基因處于同側(cè)稱為順式,處于異側(cè)稱為反式。例如,(2)Z,E命名法化合物中含有雙鍵時用Z、E表示。按“次序規(guī)則”比較雙鍵原子所連基團(tuán)大小,較大基團(tuán)處于同側(cè)稱為Z,處于異側(cè)稱為E。次序規(guī)則是:(I)原子序數(shù)大的優(yōu)先,如I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>H,未共享電子對:為最?。?H)同位素質(zhì)量高的優(yōu)先,如D>H;(m)二個基團(tuán)中第一個原子相同時,依次比較第二、第三個原子;(IV)重鍵分別可看作(V)Z優(yōu)先于E,R
4、優(yōu)先于S例如(E)-苯甲醛歷5.旋光異構(gòu)體(1) D,L構(gòu)型凡分子中離跋主要應(yīng)用于糖類及有關(guān)化合物,以甘油醛為標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定右旋構(gòu)型為D,左旋才型為L基最遠(yuǎn)的手性碳原子的構(gòu)型與D-(+)-甘油醛相同的糖稱D型;反之屬L型。例如,氨基酸習(xí)慣上也用DL標(biāo)記。除甘氨酸無旋光性外,a-氨基酸碳原子的構(gòu)型都是L型其余化合物可以通過化學(xué)轉(zhuǎn)變的方法,與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相聯(lián)系確定。例如:(2) R,S構(gòu)型含一個手性碳原子化合物Cabcd命名時,先將手性碳原子上所連四個原子或基團(tuán)按“次序規(guī)則”由大到小排列(比如a>b>c>d),然后將最小的d放在遠(yuǎn)離觀察者方向,其余三個基團(tuán)指向觀察者,則a-b-c順時針為
5、R,逆時針為S;如d指向觀察者,則順時針為S,逆時針為R。在實際使用中,最常用的表示式是Fischer投影式,例如:稱為(R)-2-氯丁烷。因為Cl>CH>CH>H,最小基團(tuán)H在C原子上下(表示向后),處于遠(yuǎn)離觀察者的方向,故命名法規(guī)定Cl-GH-CH順時針為R又如,命名為(2R3R)(+)-灑石酸,因為C2的H在C原子左右(表示向前),處于指向觀察者的方向,故按命名法規(guī)定,雖然逆時針,G為R。G與C亦類似二.異構(gòu)現(xiàn)象和立體化學(xué)具有相同分子式而有不同的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相異的化合物叫做同分異構(gòu)體。1.構(gòu)造異構(gòu)分子式相同而構(gòu)造式不同,即分子中原子互相連接的方式和次序不同,稱構(gòu)造異構(gòu)
6、。有碳架異構(gòu)、位置異構(gòu)、官能團(tuán)異構(gòu)、互變異構(gòu)?!纠?16沒姓:中沒有一CH-,這個化合物的構(gòu)造式如何解:CH0有二個碳架異構(gòu)體:B.CHCHCHCH,故答案為A。【例2】某有機(jī)化合物分子式為Coh8,某一澳代化合物有2種,其二澳代化合物有幾種解:此化合物為蔡其一澳代物有兩種位置異體;其二澳代物有10種位置異構(gòu)體?!纠?】丁醇的同分異構(gòu)體是哪一個A.2-丁酮B.乙酸乙酯C.丁酸D.乙醴解:丁醇CHCHCHCHOHffi乙醴CHCHOC2CH分子式相同,均為GHQ,但官能團(tuán)不同,為官能團(tuán)異構(gòu),故答案為Do【例4】寫出乙酰乙酸乙酯(I)、硝基甲烷(R)的互變異構(gòu)體。解:B-酮酯類以及脂肪硝基化合物在
7、酸或堿催化作用下,有酮式和烯醇式異構(gòu)體同時存在,并迅速互變,構(gòu)成動態(tài)平衡體系,稱互變異構(gòu)體。它們在化學(xué)上可以區(qū)分,并能各自分離成純物質(zhì),具差異在于電子分布和某一相對流動原子或基團(tuán)位置不同(大多數(shù)情況下是H)。能使烯醇式穩(wěn)定的因素有:(1)能使雙鍵穩(wěn)定的因素,如C=O或Ph能與C=C雙鍵共腕;(2)分子內(nèi)氫鍵的形成。2.立體異構(gòu)構(gòu)造式相同但原子或基團(tuán)在空間的排列不同(即構(gòu)型不同)產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象叫立體異構(gòu)。如順反異構(gòu)、對映異構(gòu)。(1)順反異構(gòu)分子中存在雙鍵或環(huán)等限制旋轉(zhuǎn)的因素,使分子中某些原子或基團(tuán)在空間位置不同,產(chǎn)生順反異構(gòu)現(xiàn)象。雙鍵可以是C=CC=NN=N雙鍵產(chǎn)生順反異構(gòu)體的條件是雙鍵兩端每個
8、原子所連二基團(tuán)或原子不同?!纠?1下列物質(zhì)哪一個可能以順反異構(gòu)體形式存在A.GHCl;B.GHB以C.GHCI2;D.CHCZ解:Co因為A.CH=CHCl有一個C原子上所連二個原子相同,B.均為鍵可自由旋轉(zhuǎn),D.取代苯只有位置異構(gòu),所以均不能產(chǎn)生順反異構(gòu)體。而C.有兩種位置異構(gòu)體,其中CH=CCb的C原子上所連二個基團(tuán)相同,無順反異構(gòu)體;而CHCl=CHC每個C原子上所連二個基團(tuán)均不相同,故有順反異構(gòu)體。(2)對映異構(gòu)(旋光異構(gòu))對映異構(gòu)僅存在于具有手性的分子中,一個分子與其鏡像不能重合叫手性分子。Van'tHoff總結(jié)了很多系列觀察結(jié)果,提出判斷分子是否具有手性的結(jié)論如下:通式CH
9、X,CHX2或CHXY只有一種化合物,為非手性分子。通式CHXYZH、X、Y、Z均不相同)有二個對映異構(gòu)體,為手性分子。即當(dāng)一個C原子上連有四個不同基團(tuán)時,該碳原子為手性碳原子;當(dāng)一個分子含有一個手性碳原子時該分子為手性分子;含有多于一個手性碳原子時該分子不一定產(chǎn)生對映異構(gòu)體;當(dāng)一個分子有對映異構(gòu)體時,不一定必須含有手性碳原子。推而廣之,任何四面體原子連有四個不同基團(tuán)時稱為手性原子或手性中心。如果連結(jié)在四面體中心原子上的基團(tuán)有二個或二個以上相同,分子與鏡像能重合,則該分子沒有手性。判定分子手性最直觀的方法是構(gòu)成分子及其鏡像的模型,試驗它們能否重合,但這是費時而麻煩的。另一種有助我們判別手性分子
10、的方法是尋找分子中有否對稱因素,具有對稱面mi對稱中心i或交替對稱軸S的分子無手性。具有對稱軸的分子不一定沒有手性。對一般有機(jī)化合物有無m,i就可判別有無手性。例2下列化合物中哪一種可能有對映異構(gòu)體B. CHCHClCOOEtA.(CH)2CHCOOH解:檢查每個碳原子,發(fā)現(xiàn)B中C2上所連四個基因不同,故為手性分子,存在對映異構(gòu)體【例3】在下列化合物中,哪一個能拆分出對映異構(gòu)體解:AGD均有對稱面,B無對稱面和對稱中心,故為手性分子,有對映異構(gòu)體。對映異構(gòu)體的物理性質(zhì)(如熔點、沸點、溶解度、折光率)、紅外光譜,與一般試劑的反應(yīng)速率都是相同的,其不同點只表現(xiàn)在與其它手性物質(zhì)作用時,如在手性溶劑中
11、溶解度不同,與手性試劑作用的反應(yīng)速率不同。如D-(+)-葡萄糖在動物代謝中有營養(yǎng)價值,而D-(-)-葡萄糖沒有。左旋氯霉素有抗菌作用,而其對映體無療效。對映異構(gòu)體最易觀察到的性質(zhì)不同是旋光性。用旋光儀測出的使偏,其中a是觀察到的旋光度,t是測定時溫度,入是所用波長,鈉光時標(biāo)記為D;c是溶液濃度g/ml,L是管長度dni當(dāng)不用水作溶劑時應(yīng)注明溶劑的名稱和濃度。例如,右旋灑石酸在乙醇中濃度為5%時,其比【例4】在25ml溶量瓶中將某化合物溶于乙醇中,所配制溶液在10cm長的旋光管中,于25c時測得其旋光度為。,求該化合物的比旋光度(3)外消旋體和內(nèi)消旋體含一個手性碳原子的分子有一對對映體,具等量對
12、映體的混合物稱外消旋體,旋光性互相抵消,a為0。但物理性質(zhì)與原對映體不同,化學(xué)性質(zhì)基本相同,生理作用仍發(fā)揮各自的相應(yīng)效能。如乳酸的左旋體、右旋體、外消旋體性質(zhì)見表4.1。名稱A.擺動天平B.普通天平C.電光天平D.半微量天平E.微量天平最大載重(g)感量2002001mg2002011Vg又如合霉素由氯霉素左旋體和右旋體組成,其抗菌能力是左旋氯霉素的一半。含二個相同手性碳原子的分子,除有一對對映體和外消旋體外,還有內(nèi)消旋體。具分子內(nèi)有一對稱面可使分子兩半部互為物體和鏡像,從消旋體與外消旋體不同,是純物質(zhì)。例如,灑石酸除外消旋體外,還有內(nèi)消旋體后一種與前二種化合物稱為非對映異構(gòu)體。非對映異構(gòu)體的
13、物理性質(zhì)有很大差別。當(dāng)分子中有n個不同的手性碳原子時,可以有2n個對映異構(gòu)體。如分子中含有相同的手性碳原子時,其對映異構(gòu)體數(shù)目將小于2n0【例5】(R)-2-氯丁烷與(S)-2-氯丁烷、D-赤薛糖與D-蘇阿糖和內(nèi)消旋灑石酸與外消旋灑石酸三組物質(zhì)的下列性質(zhì)是否相同A.熔點;B.沸點;C在水中?§解度;D.比旋光度。解:第一組物質(zhì)二者為對映異構(gòu)體,A、B、C相同,D數(shù)值相同方向相反;第二組物質(zhì)二者為非對映異構(gòu)體,ABGD均不相同;第三組物質(zhì)二者為非對映異構(gòu)體,后者是混合物,AB、C、不相同,D相同均為00環(huán)狀化合物的立體異構(gòu)比較復(fù)雜,往往順反異構(gòu)和對映異構(gòu)同時存在。順反異構(gòu)和對映異構(gòu)稱為
14、構(gòu)型異構(gòu),不能通過鍵的旋轉(zhuǎn)互交,必須斷鍵才能互變。例如,三元環(huán)體。有二個手性碳原子,應(yīng)當(dāng)有2n=4個立體異構(gòu)如A=R則順式異構(gòu)體有對稱面,形成內(nèi)消旋體【例6】寫出1,2-環(huán)丙烷二甲酸的構(gòu)型異構(gòu)體:解:3.構(gòu)象異構(gòu)由于原子或基團(tuán)繞鍵軸旋轉(zhuǎn),分子形成不同的空間排布形象,稱為構(gòu)象異構(gòu)。表達(dá)方式有三種,以乙烷為例說明之。乙烷重疊式與交叉式能量差最大為mol,故室溫下不能分離出來。乙烷中每個甲基上有一個H被CH取代,可得正丁烷。由于二個CH相對位置不同,正丁烷有4種典型構(gòu)象:全重疊式、鄰位交叉式、部分重疊式、對位交叉式。全重疊式二個CH相距最近,能量最高;對位交叉式相距最遠(yuǎn),能量最低,兩者能量差達(dá)/mo
15、l。【例7】用Newma投影式表示1,1,2-三氯乙烷的交叉構(gòu)象,并指出它們間的能量關(guān)系,哪個能量解:AC能量相等,C上之Cl與C上之一個Cl均處于鄰位交叉,另一個Cl對位交叉;B.能量最局,C上之Cl與C1上之二個Cl均處于鄰位交叉。環(huán)己烷的二個典型的構(gòu)象為椅式和船式:椅式構(gòu)象中相鄰碳原子的鍵處于交叉式,能量較低。船式構(gòu)象中2,3和5,6處于重疊式,1,4船頭船尾距離較椅式近,張力也較大,能量較高。環(huán)己烷的船式構(gòu)象與椅式構(gòu)象能量差約為mol。環(huán)上有取代基存在時,大基團(tuán)處于e鍵,能量較低。環(huán)己烷可以通過CHC鍵的轉(zhuǎn)動,從一種椅式構(gòu)象轉(zhuǎn)到另一種椅式構(gòu)象。此時原來的a鍵變e鍵,e鍵變a鍵,叫做轉(zhuǎn)環(huán)
16、作用,室溫時每秒可轉(zhuǎn)環(huán)達(dá)104105次?!纠?】下列構(gòu)象中哪一個最穩(wěn)定解:椅式構(gòu)象與船式比較,椅式穩(wěn)定,甲基在a鍵與在e鍵比較,在e鍵的能量低,故C最穩(wěn)定【例9】化合物(I)和(n)的最穩(wěn)定構(gòu)象分別為何解:(I)的最穩(wěn)定構(gòu)象為。由于乙基大于甲基,若先將乙基置于e鍵,甲基與之成反式,也應(yīng)處于e鍵,故此構(gòu)象最穩(wěn)定。如轉(zhuǎn)環(huán)成另一種構(gòu)象,二個取代基均處于a鍵,不穩(wěn)定。(II)大基團(tuán)叔丁基應(yīng)處于e鍵,相鄰甲基順式應(yīng)處于a鍵,故大基最穩(wěn)定,轉(zhuǎn)環(huán)后團(tuán)處于a鍵,不穩(wěn)定三.結(jié)構(gòu)特征與重要特性有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特征主要是碳原子以共價鍵方式與氫和其它元素結(jié)合。1 .(T鍵與冗鍵表b鍵、無鍵特征比較6鍵兀鍵由原子軌道軸
17、向交疊而成,交疊程度大側(cè)面交疊,交疊程度較小電子云對鍵軸呈圓柱形對稱分布,核對其束縛力較大無電子云分布在分子平面上下,流動性較大,極化性也大繞鍵軸旋轉(zhuǎn)不破壞交疊不能自由旋轉(zhuǎn),CC原子相對旋轉(zhuǎn)會減少甚至破壞交疊,造成鍵的斷裂,因此有順反異構(gòu)現(xiàn)象。鍵能大、穩(wěn)定鍵能較小,易破裂,易起化學(xué)反應(yīng)2 .鍵參數(shù)(1)鍵能表4.3各類鍵的鍵能類型C-C(r)C-H(r)C=C(16,1nt)C=C(1b,2nt)鍵能(kJ/mol)347414611837從表中可見,九鍵鍵能比b鍵鍵能小(2)鍵長表4.4各類鍵的鍵長類型C-CC=CocC=OC=NC-HC-ClC-HN-H鍵長pm15413412012213
18、010917697103由于構(gòu)成共價鍵的原子在分子中相互影響,同一類型的共價鍵在不同化合物中可能稍有差別?!纠?】比較CH-CH(I);CH-CH=CH(H);CH-CmCH(IH);CH=CH-OCH(IV)各化合物中C-C單鍵的鍵長。解:因各化合物中CC單鍵的鍵長分別是:(I)153Pm(n)151Pmi(m)145.6Pmi(IV),故(I)>(H)>(田)>(IV)。這是因為各化合物的雜化軌道分別是:(I)sp-sp3,(H)sp3sp2,(田)sp3sp,(IV)sp2sp,s成分越大,電子云越靠近核,鍵長越短?!纠?】指出下列化合物中(*)原子的雜化軌道:解:各個
19、雜化軌道分別是:(I)sp3、sp2、sp;(H)sp2;(m)sp3;(IV)sp;(V)sp2,sp2;(VI)sp3。(3)鍵角表各類鍵的鍵角類型正常單鍵C=C雙鍵OC叁鍵鍵角109°18'120°180°(4)鍵的極性用偶極矩衡量。鍵的偶極矩如CH為,CH。為。分子的偶極矩是分子內(nèi)各鍵的偶極矩的矢量和。如甲烷偶極矩為0,是非極性分子;氯甲烷為,是極性分子。分子的極性對其熔點、沸點、溶解度等都有影響。鍵的極性對化學(xué)反應(yīng)有決定性的作用?!纠?】指出CH、CHCl、CHCKCHC13和CCk五種分子的極性和非極性。解:極性分子有:CHCl、CHCL、CH
20、C3;非極性分子有:CH、CCl,。3.電子效應(yīng)(1)誘導(dǎo)效應(yīng)某一原子或基團(tuán)的極性引起電子偏移可沿著鍵向某一方向傳遞,稱為誘導(dǎo)效應(yīng)。誘導(dǎo)效應(yīng)在傳遞過程中迅速減弱,一般三個原子以后已很微小,可忽略不計。誘導(dǎo)效應(yīng)的正負(fù)以H為標(biāo)準(zhǔn),如吸電子能力較H強(qiáng),叫吸電子基,用一I表示。如吸電子能力比H弱,稱給電子基,用+I表示。其大小可通過取代乙酸的酸性變化來衡量。各基因吸(給)電子次序如下: F,Cl,Br,I,OC3,OH0H5,CH=CH H,CH,CH,CH(CH)2,C(CH)3。等;帶負(fù)電荷的基團(tuán)具有高度給電子性,如一O、一S等。價鍵不飽和度愈大,吸電子性愈強(qiáng),如 5CR>CR=C2R>
21、;CRCR,=O>ORmN>=NR>NR。電子誘導(dǎo)效應(yīng)(一I)大小順序如何【例5】比較ClCHCOOHI)、CHCOOHU)、CHCHCOOHm)三種化合物的酸性。解:吸電子能力一Cl>-H>CH3取代基吸電子能力大,使酸根負(fù)離子穩(wěn)定,酸性大;故酸性次序為(i)>(n)>(in)。(2)共腕效應(yīng)在共腕體系中由于冗電子離域,電子云密度平均化,體系內(nèi)能降低,因而更加穩(wěn)定,這種效應(yīng)叫共腕效應(yīng)。其特點是:共平面性共腕體系中各鍵必須能在同一平面上,參與共腕的p軌道才能互相平行交疊;鍵長平均化共腕鏈愈長,單鍵雙鍵的鍵長愈接近。苯環(huán)中鍵長完全相等;能量降低降低的能量
22、叫共腕能,如丁二烯為mol;苯為151kJ/mol;蔡為255kJ/mol;折射率較高紫外吸收入max變長;通過共腕鏈傳遞電子云正負(fù)極性交替分布,很少減弱。共腕體系有以下兩種類型:p九共腕有三種:答:A(3)(r一九,pp超共腕一C(CHO3在苯環(huán)上的定位效應(yīng)及致活效應(yīng)均小于CH,是由于一CH與苯環(huán)有3個6一九超共腕效應(yīng)。(7-p超共腕可用來解釋游離基及碳正離子的穩(wěn)定性次序。例如,4.芳香性(1)苯的穩(wěn)定性表4.6列舉了化合物的氫化熱,從中發(fā)現(xiàn)苯的氫化熱比環(huán)己二烯還少mol,顯示出苯的特殊的穩(wěn)定性,原因是苯分子具有芳香性。芳香性的主要特征如下:體系共平面;單鍵雙鍵鍵長趨向平均化;不易起加成反應(yīng)
23、而易起親電取代反應(yīng);芳香化合物的穩(wěn)定性可用共腕能衡量,共腕能等于分子的實際能量減去相應(yīng)的單鍵和雙鍵定域體系的鍵能DRE=XE定域;核磁共振譜可以揭示離域冗電子體系在磁場中的反映,芳香體系呈現(xiàn)抗磁環(huán)流,使芳環(huán)上環(huán)外氫移向低磁場、環(huán)內(nèi)氫移向高磁場。(2)休克爾(Htckel)規(guī)則平面單環(huán)的共腕冗體系有(4n+2)個冗電子具有芳香性,被冗電子離域穩(wěn)定化;而有4n個冗電子的體系卻因冗電子離域而更不穩(wěn)定,稱具有反芳香性。在輪烯中符合(4n+2)規(guī)則的10-輪烯由于張力太大,分子不能保持在一個平面里,無芳香性。環(huán)辛四烯成盆形不在一平面內(nèi),也為非芳香性。14、18、22、26-輪烯均有芳香性。30-輪烯以上
24、無芳香性。環(huán)狀正離子和負(fù)離子符合(4n+2)規(guī)則的冗體系,也具有芳香性。如環(huán)丙烯正離子、環(huán)戊二烯負(fù)離子、環(huán)庚三烯正離子等。一個有趣的例子是藍(lán)姓,它由七元環(huán)和五元環(huán)駢合而成,具有芳香性;它的偶極矩約為,表明它具有離子結(jié)構(gòu),一個是環(huán)庚三烯正離子,個是環(huán)戊二烯負(fù)離子符合Htckel規(guī)則的雜環(huán)化合物也具有芳香性。如叱噬雜原子N上有一個九電子參與共腕,構(gòu)成6冗電子體系。其余化合物中的雜原子N、QS上有二個冗電子參與共腕,構(gòu)成6冗電子體系。具有反芳香性的體系如環(huán)丁二烯、16、20、24-輪烯和去氫輪烯均已發(fā)現(xiàn)。環(huán)丙烯負(fù)離子、環(huán)戊二烯正離子、環(huán)庚三烯負(fù)離子也表現(xiàn)為反芳香性?!纠?1指出下列化合物是芳香性A、
25、非芳香性B或反芳香性C。解:IC;HB;IVA;VA;(m)由于氧電負(fù)性較大,使碳基碳帶正電荷,類似于環(huán)庚三烯正離子,應(yīng)為Ao【例2】下列化合物中哪一個具有芳香性解:答案為B。因為A.8個冗電子,C8個冗電子,D.7個冗電子均無芳香性;B.相當(dāng)于環(huán)辛四烯在氟磺酸中質(zhì)子化,即【例3】化合物NMRf表明亞甲基二個質(zhì)子的信號分別為和,表明一質(zhì)子在抗磁環(huán)流中,環(huán)上九電子構(gòu)成“同芳香性”體系。的芳香性大小次序由大到小是:A. I > H >m >IVb . i > n >iv>inc. iv>ni> n > iD . H > I >IY&
26、gt;m解:答案為B.o5.酸堿性按照經(jīng)典概念酸是質(zhì)子給與體,堿是質(zhì)子受體。Lewis使之普遍化,定義接受電子對的物質(zhì)是酸,提供電子對的物質(zhì)是堿。(D酸性影響化合物HA酸性的因素為:A鍵的強(qiáng)度;A的電負(fù)性;與HA比較使A穩(wěn)定的各項因素,如誘導(dǎo)效應(yīng)、共腕效應(yīng)、芳香性等;其余為外界條件的影響,如(H)與甲醇CHOH溶劑等等。其中,影響最重要?!纠?】比較乙酸ChDOOHI)苯酚的酸性。v1.0可編輯可修改比CHO穩(wěn)定,故酸解:(I)與甲醇比較由于共腕效應(yīng),性CHCOOHCHOHA. GH5OHB. GHSH32(n)與甲醇比較,中的O與苯環(huán)共腕,比CHO穩(wěn)定,故酸性>CHOH【例2】指出下列
27、化合物中哪一個酸性最強(qiáng)v1.0可編輯可修改D.C.解:SH鍵的離解能比OHH鍵小,硫醇、硫酚的酸性比醇和酚強(qiáng),而與CH5SH比較,與苯環(huán)共腕,比CHS穩(wěn)定,故硫酚酸性最強(qiáng),答案為D。【例3】環(huán)庚三烯(I)、環(huán)戊二烯(H)和2,4-己二烯(田)的酸性大小次序如何A. I > n >mb. i>m>n34v1.0可編輯可修改51C.n>i>md.n>m>i解:(I)反芳香性,不穩(wěn)定;(H)芳香性,穩(wěn)定;(m)CHCH=CHCH=CHCH一-CH-CH=CHCH=CHCH+H,共腕體系,比較穩(wěn)定。故酸性大小次序為n>m>I,故選D中標(biāo)記氫的
28、酸性來說,哪一種排列順序是正確的a.I>n>m>ivC.m>iv>ii>i解:(I)CHHCH34H,不穩(wěn)定;(n)有一個吸電子基,比i穩(wěn)定;(田),共腕體系最穩(wěn)定(IV)二個電子基使C負(fù)離子比(H)穩(wěn)定。故酸性次序為m>IV>H>I,答案為?!纠?】指出下列化合物中酸性最大者:解:答案為A?;衔锲涔餐髩A的堿性越弱,其本身的酸性越強(qiáng)(2)堿性衡量一個堿B的強(qiáng)度,可用共腕酸BH來比較,如果共腕酸BH+勺酸性愈強(qiáng),則B的堿性愈弱【例6】下列負(fù)離子哪一個堿性最強(qiáng)解:相應(yīng)共腕酸為RHN除RSHROHHOH顯然,RH酸性最弱,故A.R-堿性最強(qiáng)?!?/p>
29、例7】比較水中CHNH、(CH)2NH(CH)3NNH的堿性。解:從給電子誘導(dǎo)效應(yīng)來看,堿性順序應(yīng)為叔胺仲胺伯胺NH。但實測結(jié)果是:(CH)2NH>CHNH(CH)3N>NH。其解釋是由于氫鍵的存在增加了共腕酸的穩(wěn)定性,從而增加了堿性。故而在氯仿中測得的三種丁胺的堿性次序則為:(CH)3N(CH)2NHCH9NH因氯仿中無氫鍵作用,故其次序與推測一致。而在水溶液中仍為:仲伯叔分子中吸電子基團(tuán)減弱堿性。如(CF)3N沒有堿性,堿性很弱,鄰苯二甲酰亞胺由于二個吸電子基團(tuán)加上離域,使得N上的H帶有酸性,以致能與堿金屬成鹽:共腕效應(yīng)也能增加堿性,比如胴的共腕酸由于離域得到高度穩(wěn)定:故月瓜是
30、強(qiáng)堿。6.分子間的作用力及其影響(1)分子間的作用力偶極一偶極作用在極性分子之間,一分子偶極正端與另一分子偶極負(fù)端相互吸引,分子偶極矩越大,吸引力愈強(qiáng)。色散力非極性分子的偶極矩為0,但分子運動過程中產(chǎn)生瞬時偶極矩,其相互作用稱色散力,只有分子比較接近時才存在,其大小與分子的極化率和分子接觸表面大小有關(guān),在極性分子和非極性分子中都存在。氫鍵氫原子與F、QN相連時,由于這些原子吸電子能力很強(qiáng),使H帶正電性,可與另一F、QN原子的未共享電子對產(chǎn)生靜電吸引作用,形成氫鍵。分子通過氫鍵結(jié)合形成締合體。能形成氫鍵的主要有F、ON三種原子,S、Cl不易形成氫鍵,即使形成也不穩(wěn)定。(2)對沸點、熔點的影響非離
31、子型化合物的沸點,與分子量的大小、分子的極性、范德華引力、氫鍵等有關(guān)。分子極性愈大,分子愈大,分子間接觸面積大,偶極間作用大,色散力也大,故沸點升高;斷裂氫鍵需要能量,存在氫鍵使化合物沸點明顯增高。熔點不僅與上述因素有關(guān),還與分子在品格中排列情況有關(guān)。分子對稱性高,排列比較整齊的熔點較高?!纠?】比較新戊烷(I)和正戊烷(H)的沸點和熔點解:結(jié)構(gòu)式(I)(H)CHCHCHCHCH熔點(I)-17C(H)-130C沸點9CC新戊烷熔點比正戊烷高而沸點比正戊烷低,是由于新戊烷對稱性比較高,而正戊烷分子間接觸面較大?!纠?】比較順-1,2-二氯乙烯(I)和反-1,2-二氯乙烯(H)的沸點。解:(I)
32、>(H),因為順式偶極矩較大【例3】竣酸酯化生成酯的沸點,一般比原來的竣酸低。(是非題)解:(+),因為竣酸通過氫鍵締合,而酯沒有氫鍵。(3)對溶解度的影響溶劑有以下三類:質(zhì)子溶劑如水、醇、胺、氨、酸等,分子內(nèi)有活潑氫;偶極非質(zhì)子溶劑如丙酮、乙月青(CHCN、二甲基甲酰胺二甲亞碉(CH)2SO、六甲基磷酰胺(CH)2N&PQ等,分子內(nèi)有極性基團(tuán)而沒有質(zhì)子;非極性溶劑如姓類、苯類、醴類與鹵代烷等。經(jīng)驗規(guī)律為相似相溶原則:極性大的分子與極性大的分子相溶,反之亦然。存在氫鍵的化合物易溶于質(zhì)子溶劑中,故甲烷與姓類、苯類、醴類等可以互溶,水與甲醇可以互溶。醇分子增大時,與水分子中相似部分逐漸減少,在水中溶解度也減小。偶極溶劑對有機(jī)試劑或無機(jī)試劑溶解度均很大,且其偶極正端藏于分子內(nèi)部,負(fù)端露于分子外部,例如??膳c正離子發(fā)生溶劑化作用,使負(fù)離子裸露出來,有利
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