有機(jī)化學(xué)第一章緒論

1、 第一章第一章 緒緒 論論 1.1 有機(jī)化學(xué)研究對(duì)象及有機(jī)化合物的特點(diǎn)1.2 有機(jī)化合物中的共價(jià)鍵電子理論1.3 共價(jià)鍵的鍵參數(shù)-共價(jià)鍵的屬性1.4 有機(jī)化合物的分類(lèi) 1.1 有機(jī)化學(xué)研究對(duì)象及有機(jī)化合 物的特點(diǎn) 一. 有機(jī)化學(xué)研究對(duì)象 化學(xué)化學(xué)：研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化的一門(mén)科學(xué)。 有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué): 研究有機(jī)化合物的化學(xué)，即研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化。有機(jī) 什么是有機(jī)化合物呢？物質(zhì)就其組成和性質(zhì)分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物兩大類(lèi)，無(wú)機(jī)物就是大家熟悉的如: 礦物、金屬、鹽類(lèi)等; 此外, 還有一類(lèi)性質(zhì)特點(diǎn)與其截然不同的物質(zhì)稱(chēng)為有機(jī)物, 有機(jī)物不僅廣泛存在于自然界, 同時(shí)亦有大量是

2、人工合成的物質(zhì),與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)。如：糧食、油料、絲、毛、棉、麻、糖、藥物、味精、炸藥、油漆等。有機(jī). 白白 加加 黑黑 日用片 夜用片對(duì)乙酰氨基酚 325mg 325mg 鹽酸偽麻黃堿 30mg 30mg氫溴酸右美沙芬 15mg 15mg鹽酸苯海拉明 - 25mg對(duì)乙酰氨基酚:抑制前列腺素的合成而產(chǎn)生解熱作用。是快克,康泰克,白加黑,康必得,速效感冒膠囊,泰諾等感冒藥物的主要成份。鹽酸偽麻黃堿:既可消除鼻塞、流涕、打噴嚏等感冒的前期癥狀,又可治療由于感冒引起頭痛、發(fā)燒、咳嗽。 氫溴酸右美沙芬:為很好的鎮(zhèn)咳藥物有鎮(zhèn)痛作用,但沒(méi)有嗎啡的成癮性和嗎啡的副作用。鹽酸苯海拉明:抗過(guò)敏藥物,可減輕

3、感冒所致的流涕、打噴嚏等過(guò)敏癥。有鎮(zhèn)靜,防暈,止吐作用(可緩解支氣管平滑肌痙攣)。OHNHOCH3對(duì)乙酰氨基酚對(duì)乙酰氨基酚.NCH2CH2NHAcMeOH食用葉綠素經(jīng)脫鎂,脫植醇基,去異五環(huán),芳構(gòu)化制成游離卟啉,再經(jīng)亞鐵絡(luò)合即成鐵卟啉 Iron porphyrin 1,3,5,8-四甲基-2,4-二乙基-6,7-二丙酸鐵卟啉 N-乙?；?5-甲氧基色胺 松果素 褪黑素 紅桃紅桃K K腦白金腦白金Melatonine. 十八世紀(jì)末把存在于生物體的物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為“有機(jī)物”, 把礦物質(zhì)稱(chēng)為“無(wú)機(jī)物” 研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)化合物均含有碳元素,于是,凱庫(kù)勒(KeKule .A 德18291896)認(rèn)為碳是有機(jī)化合物

4、的基本元素，把“碳化合物稱(chēng)為有機(jī)化合物”。 肖萊馬(Schorlemmer,c德)認(rèn)為碳的四個(gè)價(jià)鍵除自己相連之外,也與氫結(jié)合形成了碳?xì)浠衔餆N,其他有機(jī)化合物都是由別的元素取代烴中的氫衍生出來(lái)的,因此,把有機(jī)化合物定義為碳?xì)浠衔锛捌溲苌镉袡C(jī)化學(xué)是研究烴及其衍生物的化學(xué)。 在十九世紀(jì)初期, 有機(jī)物的取得都來(lái)源于動(dòng)、植物,而動(dòng)、植物都是有生命的物體(質(zhì)),也就是說(shuō)有機(jī)物來(lái)源于有生命的物體(質(zhì)),如: ScheeleScheele舍勒:酒石酸/酒石(1770);草酸/酢漿草(1776);乳酸/酸牛奶(1780);尿酸/尿(1780);檸檬酸/檸檬(1784);蘋(píng)果酸/蘋(píng)果(1785);沒(méi)食子酸/

5、五倍子(1786);此前只知蟻酸,醋酸,安息香酸(二苯羥乙酸)和琥珀酸(丁二酸)4種 RouelleRouelle羅勒爾:尿素(脲)/尿液(1773) SerturnerSerturner塞特納:嗎啡/鴉片 (1806) PelletierPelletier皮里特等:葉綠素/植物 (1818)有機(jī) 我國(guó)在770780年的制燒酒技術(shù)是目前有機(jī)物合成與制備中仍廣泛使用的蒸餾法提取(提純)有機(jī)物技術(shù)的鼻祖。. 有機(jī)嗎啡是鴉片中最主要的生物堿（含10-15%）,1806年法國(guó)化學(xué)家 Serturner塞特納首次從鴉片中分離出來(lái)。他用分離得到的白色粉末在狗和自己身上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果狗吃下去后很快昏昏睡去，

6、用強(qiáng)刺激法也無(wú)法使其興奮蘇醒；他本人吞下這些粉末后也長(zhǎng)時(shí)間昏睡。據(jù)此他用希臘神話(huà)中的睡眠之神嗎啡斯（Morphus）的名字將這些物質(zhì)命名為“嗎啡”。HOHOONHHCH3H 1806 年 提取分離1952 年 確定結(jié)構(gòu)并合成經(jīng)歷了近 150 年Morphine嗎 啡.NNNNCH2CH3CH3CH3CHCH3HMgCH2CH3HOOHCH3CH3HOCO2CH3HChlorophyll a葉綠素葉綠素可作為卟啉鐵的生產(chǎn)原料 由于這些有機(jī)物與無(wú)機(jī)物在組成及性質(zhì)上有極大的差別，人們便賦于有機(jī)化合物一種神秘的 色 彩 ， 貝 齊 里 烏 斯 (Berzelius J.J瑞典)認(rèn)為有機(jī)物只能來(lái)源于“生

7、命體”, 是由“生命力”創(chuàng)造的，“有機(jī)”這個(gè)名詞亦由此而來(lái)，意為“有生機(jī)之物”,因此有機(jī)物不可能由人工合成得到,使人們放棄了人工合成有機(jī)物。 “生命力”學(xué)說(shuō)極大地阻礙了有機(jī)化學(xué)的發(fā)展。有機(jī) 1828年魏勒(F.woler 1800-1882德)在實(shí)驗(yàn)室將無(wú)機(jī)物氰酸銨溶液加熱蒸發(fā)時(shí),卻得到了原來(lái)只能從尿液中得到的有機(jī)物-尿素(脲): NH4NCO H2NCONH2 這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果打破了“生命力”學(xué)說(shuō)的神話(huà)(F.woler同期還發(fā)現(xiàn)元素Al、Be), 隨后人們陸續(xù)通過(guò)無(wú)機(jī)物合成了有機(jī)物草酸、醋酸、油脂等，這說(shuō)明有機(jī)物不僅來(lái)源于動(dòng)、植物,等有生命力的有機(jī)體,有機(jī)物亦可通過(guò)人工合成制備。 有機(jī)生命力動(dòng)搖

8、生命力動(dòng)搖? ?.1845年:Kolbe(柯?tīng)柌?合成了醋酸 1854年:Berthelot(貝特羅)合成了油脂 1861年:布特列洛夫合成了糖 19651965年年:我國(guó)合成了牛胰島素19811981年年:我國(guó)合成了與天然轉(zhuǎn)移核糖核酸相同化學(xué)結(jié)構(gòu)和生物活性的酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸。 一百多年來(lái)人工合成的有機(jī)化合物己超過(guò)700萬(wàn)種,但“有機(jī)物”這一名稱(chēng)卻沿用至今。現(xiàn)在人們不僅能大量合成有機(jī)物,還用天然分子作模式,合成出特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)天然分子的新型分子。并將合成物質(zhì)進(jìn)一步加工成纖維、塑料、橡膠、藥物、香料等。甚至可以進(jìn)行分子裁剪,分子設(shè)計(jì)(生物工程、基因庫(kù)研究、克隆技術(shù)等)。 .二二. . 有機(jī)化

9、合物特點(diǎn)有機(jī)化合物特點(diǎn)1.有機(jī)化合物組成上的特點(diǎn) 我們知道有機(jī)化合物都包含碳原子，此外亦還有氫及少量的氧、硫、磷、氮、硅、硼等。 由此可見(jiàn)有機(jī)物元素構(gòu)成比較簡(jiǎn)單，但其數(shù)量就非常多，其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)無(wú)機(jī)物， 舉例來(lái)說(shuō): 氫、氧兩種元素構(gòu)成無(wú)機(jī)物為H2O及H2O2;而由碳、氫兩種元素構(gòu)成的有機(jī)物自然界至少有3000余種。 椐科學(xué)通報(bào)1977年不完全統(tǒng)計(jì):有機(jī)物為404萬(wàn)種(而由一百多種元素構(gòu)成的無(wú)機(jī)物僅50余萬(wàn)種),1985年有機(jī)物達(dá)800萬(wàn)種, 且仍以數(shù)千種/年的速度增加, 無(wú)機(jī)物在數(shù)量上變化不大。 有機(jī) 2.有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn) 結(jié)構(gòu):指原子在分子中結(jié)合的序列 a.同分異構(gòu)現(xiàn)象 有機(jī)化合物數(shù)目

10、龐大，首先是由于碳原子相互結(jié)合能力很強(qiáng)，碳原子之間可以相互連接成碳原子數(shù)目不等的碳鏈及碳環(huán), 碳鏈的碳原子可以從一個(gè)、二個(gè)到幾十個(gè)甚至幾萬(wàn)或數(shù)十萬(wàn)(有機(jī)高分子化合物)即使是碳原子相等的分子，其連接方式不同，也可以組成許多不同的有機(jī)物。有機(jī) 這種分子式相同，而分子結(jié)構(gòu)式不同，而使其在性質(zhì)上(物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì))各異的現(xiàn)象稱(chēng)之為同分異構(gòu)現(xiàn)象，這類(lèi)化合物互稱(chēng)為同分異構(gòu)體。 如：丁烷 與 異丁烷 CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3有機(jī)如：甲醚 與 乙醇 CH3OCH3 CH3CH2OH有機(jī)如：丙醛 與 丙酮 CH3CH2CHO CH3COCH3顯然，碳化合物含碳原子的數(shù)目和原子種類(lèi)愈

11、多，其分子間排列方式也愈多，理論上C10H22同分異構(gòu)體達(dá)75個(gè),可見(jiàn)同分異構(gòu)現(xiàn)象是造成有機(jī)化合物數(shù)量眾多的主要原因，同分異構(gòu)現(xiàn)象也是有機(jī)化合物的主要特點(diǎn)之一。 b. 分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜 在眾多的有機(jī)物中, 有甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的有機(jī)物, 但更多的是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)物, 如: 甾體化合物、蛋白質(zhì)、多肽、多糖及核酸等例:維生素B12C63H90N14O14PCo。 3. 有機(jī)化合物性質(zhì)上的特點(diǎn) a.易燃: 多數(shù)有機(jī)物都是易燃品, 如:油類(lèi)等, 燃燒的最終產(chǎn)物CO2、H2O; 亦有阻燃物, 如: CCl4 有機(jī)b.熔點(diǎn)低： 部分為液、氣體, 固體物熔點(diǎn)較低，超過(guò)300C有機(jī)化合物較少，這主要

12、是由于有機(jī)化合物晶體是由分子間引力維系所致(無(wú)機(jī)物熔點(diǎn)高，無(wú)機(jī)物晶體結(jié)構(gòu)單元離子晶格能較大)。c.熱穩(wěn)定性差：易受熱分解, 許多有機(jī)物在200300C逐漸分解，有些并無(wú)確定的熔點(diǎn)(未到熔點(diǎn)就分解)。象維生素、味精等都是熱穩(wěn)定性較差的有機(jī)物。耐高溫的碳纖維應(yīng)用于航天領(lǐng)域。有機(jī) d.水溶性差：水是極性分子，而有機(jī)物多為弱極性或完全無(wú)極性，依“相似相溶”原理,多數(shù)有機(jī)物不溶于水,而顯極性乙醇、乙酸、糖等易溶于水。 e.反應(yīng)速度慢：有機(jī)化合物多數(shù)不是離子型反應(yīng)，而是分子間反應(yīng)，只有當(dāng)分子具有一定能量時(shí)，才能起反應(yīng)，因此，反應(yīng)速度慢時(shí)間長(zhǎng), 往往需通過(guò)加熱、光照或加催化劑等手段來(lái)提高反應(yīng)速度(增加分子動(dòng)

13、能，降低活化能或改變反應(yīng)歷程)；TNT一經(jīng)引發(fā)即為瞬間反應(yīng)。有機(jī) f.副反應(yīng)多：有機(jī)反應(yīng)中往往伴隨有若干副產(chǎn)物，即副反應(yīng)多，一般把特定條件下主要進(jìn)行的反應(yīng)叫主反應(yīng)，其它叫副反應(yīng)，由于副反應(yīng)存在，會(huì)降低目標(biāo)產(chǎn)物得率: CH3CH2CH3 CH3CHClCH3 + CH3CH2CH2Cl Cl2/h/ 53% 47% 因此，抑制副反應(yīng)，提高主反應(yīng)得率是有機(jī)化學(xué)研究的課題之一。亦有專(zhuān)屬反應(yīng): 酶反應(yīng)。有機(jī)1.2 有機(jī)化合物中的共價(jià)鍵電子理論 一.有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu) 1.碳的結(jié)構(gòu)及成鍵方式 C6 1S22S22P2 有機(jī)化合物的性質(zhì)，取決于有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)，它是指分子中原子間的排列順序和結(jié)合方式，在有機(jī)

14、化合物中碳原子為四價(jià)元素，它可與四個(gè)原子或原子團(tuán)結(jié)合，以達(dá)到其飽和度。有機(jī) 有機(jī)分子結(jié)構(gòu)中各原子并不處于同一平面，但我們通常習(xí)慣以平面結(jié)構(gòu)式來(lái)表達(dá)，式中短線(xiàn)表示價(jià)鍵，烷烴中碳原子間以單鍵相連，單鍵碳鏈不是直線(xiàn)型，而是曲折的，具有彈性，如橡皮、橡膠等。 有機(jī)物除單鍵外，還有C=C，CC以及環(huán)狀及支鏈的區(qū)別，當(dāng)含有雜原子時(shí)，亦形成含雜原子的鏈或環(huán)。 C-C, C=C，CC C-H, C=O，CN有機(jī) 2. 有機(jī)物結(jié)構(gòu)表達(dá)式 結(jié)構(gòu)表達(dá)式主要有凱庫(kù)勒(Kekule)式; 路易斯(Louis)式; 平面結(jié)構(gòu)式; 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式; 鍵線(xiàn)式等, 除鍵線(xiàn)式外其余幾種我們都比較熟悉, 鍵線(xiàn)式以120夾角的鋸齒線(xiàn)比較形

15、象地表達(dá)碳鏈的形狀, 其拐點(diǎn)及端點(diǎn)都表示碳原子, 碳及氫原子不寫(xiě)出來(lái)而雜原子及與雜原子相連的氫原子則要寫(xiě)出來(lái): 己 烷 3-氯丙醇ClOH有機(jī).有機(jī)化合物構(gòu)造式的表示方法 CCCCHHHHHHHHHCHHHCCCCHHHHHHHHHHCHH CH3CH3CH2CHCH3CH3凱庫(kù)勒式構(gòu)造簡(jiǎn)式鍵線(xiàn)式路易斯式CHCH3 3CHCH2 2CHCH( (CHCH3 3) )CHCH3 3或 二. 有機(jī)化合物中的共價(jià)鍵理論 1.價(jià)鍵法(共價(jià)鍵法或電子配對(duì)法) 碳原子在形成有機(jī)化合物時(shí)，碳原子總是和其它原子各提供一個(gè)電子，形成兩個(gè)原子共有電子對(duì)的化學(xué)鍵，這種化學(xué)鍵稱(chēng)為共價(jià)鍵, 共價(jià)鍵的數(shù)量代表該原子在化合

16、物中的化合價(jià)。 共價(jià)鍵是兩個(gè)原子的未成對(duì)而又自旋相反的電子偶合配對(duì)的結(jié)果。兩個(gè)電子的配合成對(duì)也就是兩個(gè)原子軌道相互重疊，重疊部分越大，形成的共價(jià)鍵就越牢固。有機(jī).原子軌道-原子軌道用電子波函數(shù)表示反映電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 原子核和電子組成原子,核外電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)可用波函數(shù)來(lái)描述,通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)得到電子在核外運(yùn)動(dòng)的區(qū)域,我們把這種區(qū)域稱(chēng)為原子軌道,亦形象地稱(chēng)為電子云。1s1s軌道軌道xyz1s1s電子云分布圖電子云分布圖. 因此,原子軌道也可以用電子云來(lái)描述。 電子云：電子圍繞原子核作高速運(yùn)動(dòng),就象圍繞在核外的帶負(fù)電荷的云。 2叫電子云密度,也就是電子在核外某處出現(xiàn)的幾率密度。 2的圖形與

17、的圖形是相似的、一致的。1S 2Px 2Py 2Pzxyz.正負(fù)號(hào)只代表位(波)相的不同,與電荷無(wú)關(guān)。只有位相相同的原子軌道重疊才能有效的成鍵。有機(jī)化學(xué)中參與成鍵的主要是s s軌道軌道和p p軌道軌道。 共價(jià)鍵有兩種: 鍵成鍵原子間重疊的電子云沿鍵軸呈園柱狀對(duì)稱(chēng)分布; 鍵-成鍵原子間重疊的電子云垂直鍵軸呈鏡像反對(duì)稱(chēng)。 有機(jī)原子軌道的重疊（對(duì)稱(chēng)性和最大重疊原則）“頭碰頭”鍵“頭碰頭”鍵“肩并肩”鍵. 要點(diǎn)： 共價(jià)鍵是兩個(gè)原子軌道(電子云)相互重疊的結(jié)果 成鍵電子定域于成鍵原子之間 共價(jià)鍵具有飽和性 共價(jià)鍵具有方向性+氫原子原子軌道重疊氫分子氫分子的形成.yx共價(jià)鍵的方向性共價(jià)鍵的方向性yx沿沿x

18、 x軸方向最大重疊軸方向最大重疊成鍵成鍵沿沿y y軸方向重疊小軸方向重疊小不成鍵不成鍵+-.原子軌道的重疊（對(duì)稱(chēng)性相同和最大重疊）yxxxyy+ +-結(jié)合不穩(wěn)定不結(jié)合 價(jià)鍵法把價(jià)鍵的形成看作是兩個(gè)原子軌道(電子云)重疊的結(jié)果,成對(duì)的電子把兩個(gè)原子連接起來(lái)形成共價(jià)鍵,這兩個(gè)電子在這兩個(gè)原子之間運(yùn)動(dòng),時(shí)電子云重疊越多,其共價(jià)鍵越牢固。 價(jià)鍵理論中配合三原則： 飽和性:幾個(gè)未成對(duì)電子就可與幾個(gè)自旋相反的電子配對(duì)(兩個(gè)氫原子形成氫分子,而兩個(gè)氦原子卻不能, 因氦原子外無(wú)未成對(duì)電子)； 方向性：電子云重疊取最大方向； 定域性:配對(duì)的電子只在成鍵的二個(gè)原子之間運(yùn)動(dòng)。有機(jī)價(jià)鍵法的局限性: a. 不能解釋O2

19、分子磁性: 按價(jià)鍵法氧分子配對(duì)后沒(méi)有未成對(duì)電子應(yīng)呈反磁性，而實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)O2分子具順磁性(即有未成對(duì)電子存在, 為三電子鍵)。 b. 共軛體系(單、雙鍵交替出現(xiàn))的穩(wěn)定性沒(méi)法解釋。有機(jī). 分子軌道理論 量子力學(xué)的處理方法，原子軌道組成分子軌道必須具備三個(gè)條件：a.能量相近；b.電子云最大重疊；c.對(duì)稱(chēng)性匹配(波相相同)。 分子軌道:原子軌道線(xiàn)性組合為分子軌道。 要點(diǎn)： 成鍵電子的運(yùn)動(dòng)范圍不是局限于兩個(gè)成鍵原子之間，而是在整個(gè)分子的區(qū)域內(nèi) 分子中價(jià)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用分子軌道描述 分子中的電子根據(jù)能量最低原理、保里原理和洪特規(guī)則填充在分子軌道上 決定分子化學(xué)性質(zhì)的主要是原子的價(jià)電子 原子通過(guò)共價(jià)鍵形成

20、分子后,成鍵電子的運(yùn)動(dòng)不再局限于原子軌道,而是在分子軌道中運(yùn)動(dòng),即價(jià)電子不再認(rèn)為定域,而是在整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng),每個(gè)分子軌道中最多可容納二個(gè)自旋相反的電子。有機(jī).+-+ +反鍵軌道成鍵軌道能量 成鍵軌道1= 1 +21 反鍵軌道*2=1 -22 H H與與H H2 2軌道能級(jí)圖軌道能級(jí)圖+ 氫分子軌道的形成氫分子軌道的形成 （分子軌道）分子軌道）.+-+CC-+-CC+-+CC+-CC成鍵軌道反鍵軌道能量1=A+BA*2=A-BB能量 分子軌道遵循三原則: a.能量最低原理 電子填充原子軌道時(shí)，將盡可能進(jìn)入能量低的軌道; b.鮑里(Pauli)不相容原理 任一原子軌道只允許二個(gè)自旋相反的電子; c

21、.洪特(Hund)規(guī)則 電子在等能量軌道中充填時(shí)，將盡可能以相同自旋方向分占不同軌道。有機(jī) 1.3 共價(jià)鍵的鍵參數(shù)(共價(jià)鍵的屬性) 共價(jià)鍵的鍵參數(shù)決定了共價(jià)鍵的性質(zhì)，鍵參數(shù)主要有鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能、元素電負(fù)性與鍵的極性等。 有機(jī)r1dr4r2r3baa. 鍵長(zhǎng): 成鍵原子的核間距離d : ab鍵長(zhǎng)r1: a原子范氏半徑r2: a原子共價(jià)半徑r3: b原子范氏半徑r4: b原子共價(jià)半徑d = r2 + r4 鍵長(zhǎng)是原子核對(duì)共用電子對(duì)吸引力與兩原子核間的排斥力達(dá)相互平衡時(shí)的體現(xiàn)。不同的共價(jià)鍵有不同的鍵長(zhǎng),即使是同一類(lèi)型的共價(jià)鍵,在不同的化合物中,由于受到不同的元素或原子團(tuán)的影響,其鍵長(zhǎng)也有差別。 常

22、見(jiàn)的鍵長(zhǎng)數(shù)據(jù)列如下: C-C 0.154nm; C=C 0.134nm; CC 0.120nm (環(huán)己烷 C-C 0.153nm )有機(jī) b. 鍵角:兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角 共價(jià)鍵有方向性，分子中某一原子與另外兩個(gè)原子形成的兩個(gè)共價(jià)鍵在空間所形成的角度叫鍵角，鍵角隨分子結(jié)構(gòu)不同差別較大，如:甲烷與乙炔，分別是109.5和180。鍵長(zhǎng)和鍵角決定著分子的立體形狀，同樣，由于其它原子或原子團(tuán)的影響，不同化合物中同樣的原子形成的夾角(鍵角)也有所不同。有機(jī).HHHHC109.5HHC180CC121.7CHHHH c. 鍵能 鍵離解能：在氣態(tài)下將形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下分開(kāi)至無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)所需能量。

23、鍵能：雙原子分子的鍵能等于鍵的離解能;多原子分子的鍵能等于各鍵離解能的平均值。如: 甲烷每離解一個(gè)氫原子的離解能均不同，鍵能取其4個(gè)的平均值。 鍵能通常用焓變來(lái)表示(H): H=破裂鍵能-生成鍵能 符號(hào)含義: + 代表吸熱; - 代表放熱有機(jī)例:計(jì)算丙烯與溴加成的生成熱(H)解: CH3CH=CH2 + Br2 CH3CHBrCH2Br破裂鍵:C=C鍵能為611-348=263 kj/mol Br-Br 鍵能為193 kj/mol生成鍵:二個(gè)C-Br鍵能為2285=570 kj/mol H=破裂鍵能-生成鍵能 =(263+193)-(285+285) =-114 kj/mol 負(fù)值表示該反應(yīng)過(guò)

24、程為放熱反應(yīng)有機(jī). 相同原子形成的共價(jià)鍵, 如Cl-Cl、H-H、Br-Br、C-C等電子云在兩原子間對(duì)稱(chēng)分布,我們稱(chēng)之為對(duì)稱(chēng)共價(jià)鍵,這種共價(jià)鍵正電荷中心與負(fù)電荷中心重疊,其共價(jià)鍵沒(méi)有極性。若是不同的原子組成共價(jià)鍵時(shí)，由于成鍵的兩個(gè)原子對(duì)價(jià)電子的吸引力不同，使成鍵電子云在兩個(gè)原子間的分布不對(duì)稱(chēng)，造成共價(jià)鍵的正負(fù)電荷中心不重合形成極性鍵。HCl+-電負(fù)性大的原子帶負(fù)電性電負(fù)性小的原子帶正電性d 鍵的極性極性鍵.=q d 極性共價(jià)鍵的正電中心負(fù)電中心不重合，構(gòu)成一個(gè)偶極。正電中心或負(fù)電中心的電荷q(庫(kù)侖，C)與兩個(gè)電荷中心之間的距離d(米，m)的乘積叫偶極矩, 。HCl偶極矩為矢量，一般用箭頭來(lái)表

25、示方向,箭頭由正電性原子指向負(fù)電性原子。偶極矩.CHHClClCClClClClHCl=3.4410-30 Cm=5.1710-30 Cm=0雙原子分子中，鍵的偶極矩就是分子的偶極矩多原子組成的分子，分子的偶極矩是分子中各個(gè)鍵偶極矩的矢量和鍵的極性和分子的極性問(wèn)題:乙炔分子 =0 ,乙醚分子是否亦為零? 偶極距的大小反映了有機(jī)分子極性的強(qiáng)弱。 分子的極性對(duì)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和溶解度等物理性質(zhì)有較大影響。 鍵的極性對(duì)化學(xué)反應(yīng)起決定性作用。 常見(jiàn)元素的電負(fù)性常見(jiàn)元素的電負(fù)性： F O Cl N Br I C S H P B Si 4.0 3.5 3.1 3.0 2.8 2.6 2.5 2.5 2.15 2

26、.1 2.0 1.8有機(jī).e.分子間的力 定向力:極性分子間的作用力，偶極偶極作用力， 色散力:極性分子和非極性分子內(nèi)之間的作用力。 分子內(nèi)部電荷分布不均勻，運(yùn)動(dòng)瞬間產(chǎn)生暫時(shí)偶極。 極化率：RI RBr RCl RF 氫鍵:氫原子與原子半徑小,電負(fù)性強(qiáng)且有未共用電子對(duì)的原子(F,O,N)結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的力。 三種力大小比較:氫鍵 定向力 色散力 上述三種力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于化學(xué)鍵力. 離子鍵:成鍵原子間通過(guò)電子轉(zhuǎn)移產(chǎn)生正、負(fù)離子,兩者相互吸引所形成的化學(xué)鍵。 共價(jià)鍵:成鍵的兩個(gè)原子各提供一個(gè)電子,通過(guò)共用一對(duì)電子相互結(jié)合的化學(xué)鍵。 配位鍵:是一種特殊的共價(jià)鍵,形成共價(jià)鍵的一對(duì)電子是由一個(gè)原子提供的。有機(jī)化合

27、物中絕大多數(shù)化學(xué)鍵是共價(jià)鍵。常見(jiàn)化學(xué)鍵f. 鍵的可極化性 共價(jià)鍵具有可被極化的性質(zhì), 如: 溴分子是不具極性的Br-Br共價(jià)鍵, 但在外界條件(極性分子、離子性介質(zhì)、磁場(chǎng)、電場(chǎng)等)影響下, 非極性的溴分子會(huì)極化而成為極性分子Br+-Br- (誘導(dǎo)偶極子)。 許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)需通過(guò)鍵的極化進(jìn)行。有機(jī).1.絕大多數(shù)有機(jī)物分子中都存在共價(jià)鍵。2.共價(jià)鍵的鍵能和鍵長(zhǎng)反映了鍵的強(qiáng)度， 即分子的熱穩(wěn)定性；3.鍵角反映了分子的空間形象(構(gòu)型)；4.鍵的偶極矩和鍵的極化性反映了分子的 化學(xué)反應(yīng)活性和它們的物理性質(zhì)。 .有機(jī)反應(yīng)的基本類(lèi)型均裂:共價(jià)鍵斷裂時(shí),成鍵的一對(duì)電子平均地分給兩個(gè)原子或基團(tuán),生成的帶電子的

28、原子或原子團(tuán)叫自由基,按這種方式發(fā)生的反應(yīng)稱(chēng)為游離基反應(yīng): A:B A. . + B. . Cl:Cl Cl. .+ Cl. . CH4 + Cl. . CH3. . + Cl2 發(fā)生均裂的反應(yīng)條件是光照、輻射、加熱或有過(guò)氧化物存在。 均裂的結(jié)果是產(chǎn)生了具有不成對(duì)電子的原子或原子團(tuán)自由基。 有自由基參與的反應(yīng)叫做自由基反應(yīng)或均裂反應(yīng)。.異裂:共價(jià)鍵斷裂時(shí),成鍵的一對(duì)電子為其中的一個(gè)原子或原子團(tuán)所有,生成了正離子與負(fù)離子,按這種方式發(fā)生的反應(yīng)為離子型反應(yīng): C:X C+ + + X- - 形成碳正離子 C:X C- - + X+ + 形成碳負(fù)離子周環(huán)反應(yīng)(協(xié)同反應(yīng)) :反應(yīng)不受外界條件的影響,反

29、應(yīng)時(shí)共價(jià)鍵的斷裂和生成同時(shí)進(jìn)行,反應(yīng)過(guò)程中不生成游離基或離子活性中間體,經(jīng)過(guò)多中心環(huán)狀過(guò)渡態(tài)協(xié)同地進(jìn)行。 .烯烴的 鹵代烷烴的鹵代、烯烴的反馬式加成苯環(huán)上的“四化”反應(yīng)烯烴水合、炔烴加鹵素等鹵代烴的水解、氰解等 醛、酮加HCN、NaHSO3等有機(jī)反應(yīng)類(lèi)型自由基反應(yīng)離子型反應(yīng)自由基加成自由基取代親電反應(yīng)親核反應(yīng)親電加成親電取代親核取代親核加成雙烯合成等周環(huán)反應(yīng)消除反應(yīng)鹵代烴脫HX、醇脫水等 有機(jī)反應(yīng)的基本類(lèi)型+環(huán)己烯CH2CH21,3-丁二烯環(huán)狀過(guò)渡態(tài)=應(yīng)反原還化氧. 有機(jī)化學(xué)中的電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)(I): 因原子或原子團(tuán)的極性而引起電子沿著價(jià)鍵鏈由近至遠(yuǎn)傳遞的效應(yīng)(短程作用), 稱(chēng)為誘導(dǎo)效應(yīng)(i

30、nductive dffect),以氫為標(biāo)準(zhǔn),斥(給,供)電子的原子的誘導(dǎo)效應(yīng)表現(xiàn)在其本身將帶有微量正電荷,用“+I”表示;反之,吸電子的原子產(chǎn)生的誘導(dǎo)效應(yīng)可用“-I”表示。CCCCClHHHHHHHH+ +有效電荷：-0.713 +0.681 +0.028 +0.002.“-I”效應(yīng)主要原子(團(tuán))的有： -X、-NO2、-CN、=O、-NH2“+I”效應(yīng)主要是烷基和一些帶負(fù)電的原子(團(tuán)) 如： -O-、-R烷基給電子的能力： R3C- R2CH- RCH2-. 1.電子的定域運(yùn)動(dòng)：如乙烯,鍵的兩個(gè)P 電子的運(yùn)動(dòng)范圍局限在兩個(gè)原子之間,這叫做定域的運(yùn)動(dòng) CH2=CH2。 2.電子的離域現(xiàn)象共軛效應(yīng) (C) 這種電子通過(guò)共軛體系的傳遞方式,叫做共軛效應(yīng),給電子:“+C”；吸電子