有機(jī)化學(xué)-課件

有機(jī)化學(xué)考試課程(理論課64學(xué)時(shí)，該學(xué)期64學(xué)時(shí))有機(jī)化學(xué)考試課程(理論課64學(xué)時(shí)，該學(xué)期64學(xué)時(shí))參考資料1)徐壽昌.有機(jī)化學(xué).第二版.高教出版社2)邢其毅等編.《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》（上、下冊(cè)）.高等教育出版社4）有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及考研試題精解.姜文風(fēng)編著。5)/ChemEdu/3)[美]莫里森等著，《有機(jī)化學(xué)》（上、下冊(cè)），科學(xué)出版社參考資料3)[美]莫里森等著，《有機(jī)化學(xué)》（上、下冊(cè)），第一章緒論第一節(jié)、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)第二節(jié)、有機(jī)化合物的分類第三節(jié)、共價(jià)鍵理論第四節(jié)、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)方法淺談

第一章緒論第一節(jié)、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)以下化合物作為無(wú)機(jī)物看待：

碳化鈣，碳的氧化物，金屬羰基化合物，碳酸鹽，二硫化碳，氰酸（鹽），（異）硫氰酸（鹽），氫氰酸（鹽）。第一節(jié)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)

1.有機(jī)化合物：碳化合物、碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩?/p>

2.有機(jī)化學(xué)：研究有機(jī)化合物來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用以及有關(guān)理論、變化規(guī)律和方法學(xué)的科學(xué)。

三項(xiàng)內(nèi)容：分離、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)和合成

[分離]從自然界或反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)蒸餾、結(jié)晶、吸附、萃取、升華等操作孤立出單一純凈的有機(jī)物。

[結(jié)構(gòu)]對(duì)分離出的有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)和物理行為的了解，闡明其結(jié)構(gòu)和特性。

[反應(yīng)和合成]從某一有機(jī)化合物(原料)經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成一已知的或新的有機(jī)化合物(產(chǎn)物)。一.有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)以下化合物作為無(wú)機(jī)物看待：

碳化鈣，碳的氧化物，金屬羰基化合研究有機(jī)化合物的一般步驟

(1)、分離提純

方法：重結(jié)晶、升華、蒸餾、層析法以及離子交換法等。

目的:保證達(dá)到應(yīng)有的純度。(2)、純度的檢驗(yàn)

純的有機(jī)物有固定的物理常數(shù)，如：熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比重、折射率等。(3)、實(shí)驗(yàn)式和分子式的確定

a、進(jìn)行元素定性分析，找出分子中存在哪幾種原子。

b、進(jìn)行元素定量分析，找出各種原子的相對(duì)數(shù)目，即決定經(jīng)驗(yàn)式（實(shí)驗(yàn)式）。

c、測(cè)定分子量，確定各種原子的確實(shí)數(shù)目，給出分子式。(4)、結(jié)構(gòu)式的確定

根據(jù)紅外光譜、紫外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜等確定結(jié)構(gòu)(5)、人工合成研究有機(jī)化合物的一般步驟(1)、分離提純

方法：重結(jié)有機(jī)化學(xué)這個(gè)名詞是在1806年由瑞典化學(xué)家J.Berzelins首先提出來(lái)的。意思是指“有生機(jī)之物”。3.有機(jī)化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史當(dāng)時(shí)所有已知的有機(jī)物都是從生物體內(nèi)分離出來(lái)的。1769-1785年：

葡萄汁酒石酸;蘋(píng)果蘋(píng)果酸；檸檬汁檸檬酸；酸牛奶乳酸；尿尿酸；1802年：離析出植物堿類藥物---金雞納堿，辛可寧等；1805年：鴉片嗎啡；1815年：動(dòng)物脂肪膽固醇。有機(jī)化學(xué)這個(gè)名詞是在1806年由瑞典化學(xué)家3.有機(jī)化學(xué)

1828年，德國(guó)化學(xué)家魏勒(W?hler,F.)

發(fā)表論文《論尿素的人工合成》

1840年，柯?tīng)柌?H.kolber)制得醋酸；1854年，柏賽羅(M.berthelot)合成油脂類化合物；爾后，布特列洛夫合成了糖類化合物；.…...有機(jī)物可來(lái)源于生物體也可由無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化而來(lái)。1865年，凱庫(kù)勒（德）指出有機(jī)物中碳為四價(jià)，發(fā)展了有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)；1828年，德國(guó)化學(xué)家魏勒(W?hler,F.)1840年1874年，范特霍夫（荷）和勒比爾（法）開(kāi)創(chuàng)了從立體觀點(diǎn)來(lái)研究有機(jī)化合物的立體化學(xué)；1917年，Lewis（美）用電子對(duì)來(lái)說(shuō)明化學(xué)鍵的生成；1931年，休克爾用量子化學(xué)方法解決不飽和化合物和芳烴的結(jié)構(gòu)問(wèn)題；1933年，Ingold等用化學(xué)動(dòng)力學(xué)的方法研究飽和碳原子上親核取代反應(yīng)機(jī)理。1874年，范特霍夫（荷）和勒比爾（法）開(kāi)創(chuàng)了

1940年石油催化裂化技術(shù)得到發(fā)展；滌綸纖維上市。青霉素、鏈霉素用于治療；37步反應(yīng)得到“可的松”；“藥物設(shè)計(jì)”的概念出現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)DNA堿基對(duì)。我國(guó)有機(jī)化學(xué)家黃鳴龍發(fā)現(xiàn)羰基還原改良法。有機(jī)玻璃開(kāi)始生產(chǎn)和使用。1940年石油催化裂化技術(shù)得到發(fā)展；滌綸纖維上市。1950年磺胺藥物出現(xiàn)；各種類型抗菌素走向世界。PaulingL（美）提出蛋白質(zhì)的α-螺旋。SangerF（英）確立胰島素的肽鏈結(jié)構(gòu)。DielsO–AlderK反應(yīng)得到發(fā)展。WatsonJD（英）和CrickF（英）建立DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。ZiglerK（徳）–NattaG（意）催化劑被用于常溫常壓下的烯烴聚合。BartonDHR（英）建立構(gòu)象分析原理。發(fā)現(xiàn)核磁共振中的位移和自旋偶合裂分，引入1HNMR和13CNMR技術(shù)。X-晶體衍射相位直接測(cè)定法建立。熱固塑料和聚合物相繼問(wèn)世。生命起源研究工作取得進(jìn)展。1950年磺胺藥物出現(xiàn)；各種類型抗菌素走向世界。1960年CoreyEG（美）建立反合成分析方法。多維NMR方法得到發(fā)展。聚合物生產(chǎn)大步發(fā)展，精細(xì)化工品種和產(chǎn)量穩(wěn)步增加。我國(guó)科學(xué)家成功合成牛胰島素─世界上首次人工合成的蛋白質(zhì)。1970環(huán)境污染問(wèn)題引起爭(zhēng)議。“基因公司”出現(xiàn)。手性技術(shù)開(kāi)始發(fā)展。1960年CoreyEG（美）建立反合成分析方法。

1980年我國(guó)科學(xué)家成功合成酵母丙胺酸轉(zhuǎn)移核糖核酸~世界上首次人工合成的轉(zhuǎn)移核糖核酸（tRNA）。發(fā)現(xiàn)RNA催化生物反應(yīng)；生物技術(shù)開(kāi)始運(yùn)用。

1990年“人類基因組計(jì)劃”啟動(dòng)。發(fā)現(xiàn)用石墨電極大量制備富勒烯的方法。組合化學(xué)和“綠色化學(xué)”得以發(fā)展。迄今已知的化合物超過(guò)2000萬(wàn)種(主要通過(guò)人工合成)，其中絕大多數(shù)是有機(jī)化合物。1980年我國(guó)科學(xué)家成功合成酵母丙胺酸轉(zhuǎn)移核糖核酸~世界有機(jī)化學(xué)是一門(mén)迅速發(fā)展的學(xué)科1901~2012年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)共103項(xiàng)，其中有機(jī)化學(xué)方面的化學(xué)獎(jiǎng)63項(xiàng)，占化學(xué)獎(jiǎng)61%。

2012諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)---“G蛋白偶聯(lián)受體研究”

美國(guó)科學(xué)家羅伯特·萊夫科維茨（RobertJ.Lefkowitz）和布萊恩·克比爾卡（BrianK.Kobilka）因“G蛋白偶聯(lián)受體研究”獲得2012年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

有機(jī)化學(xué)是一門(mén)迅速發(fā)展的學(xué)科1901~2012年有機(jī)化學(xué)以其價(jià)鍵理論、構(gòu)象理論、各種反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理成為現(xiàn)代生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)的理論基礎(chǔ)；在蛋白質(zhì)、核酸的組成和結(jié)構(gòu)的研究、順序測(cè)定方法的建立、合成方法的創(chuàng)建等方面，有機(jī)化學(xué)為分子生物學(xué)的建立和發(fā)展開(kāi)辟了道路；

當(dāng)代有機(jī)化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)：與生命科學(xué)的結(jié)合。有機(jī)化學(xué)以其價(jià)鍵理論、構(gòu)象理論、各種反應(yīng)及其

有機(jī)化學(xué)特別是生物有機(jī)化學(xué)參與研究項(xiàng)目：

研究信息分子和受體識(shí)別的機(jī)制;

發(fā)現(xiàn)自然界中分子進(jìn)化和生物合成的基本規(guī)律;

作用于新的生物靶點(diǎn)的新一代治療藥物的前期基礎(chǔ)研究;

發(fā)展提供結(jié)構(gòu)多樣性分子的組合化學(xué);

對(duì)于復(fù)雜生物體系進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析的新技術(shù)，等等。確定DNA為生物體遺傳物質(zhì),是由生物學(xué)家和化學(xué)家共同完成；人類基因組“工作框架圖”組裝—后基因組計(jì)劃—序列基因(SequenceGenomics)—結(jié)構(gòu)基因(StructuralGenomics)—功能基因(FunctionalGenomics)。有機(jī)化學(xué)特別是生物有機(jī)化學(xué)參與研究項(xiàng)目：確定D

21世紀(jì)，要實(shí)現(xiàn)“理想的”合成法。強(qiáng)調(diào)實(shí)用、環(huán)境友好、資源可持續(xù)利用。簡(jiǎn)單原料、溫和條件，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單步驟，快速、高選擇性、高效地轉(zhuǎn)化為目標(biāo)分子。

——綠色合成——

獨(dú)特功能分子（各種性能材料、生理活性分子、天然產(chǎn)物）的全合成。計(jì)算機(jī)技術(shù)引入，結(jié)構(gòu)測(cè)定、分子設(shè)計(jì)和合成設(shè)計(jì)。有機(jī)化學(xué)中，有機(jī)合成占有獨(dú)特的核心地位。1989年美國(guó)Harvard大學(xué)kishi教授等完成?？舅氐娜铣?。化學(xué)轉(zhuǎn)化：步驟繁多、得率低、價(jià)格昂貴（Savett,576kg脫氧膽酸，30多步反應(yīng)，兩年→938mg醋酸可的松）生物法：高效、收率高（1952年，Munrry等，黑根霉，僅1步就將孕酮11位上導(dǎo)入一個(gè)羥基，使從孕酮合成皮質(zhì)酮只需3步，這樣才使可的松問(wèn)世）21世紀(jì)，要實(shí)現(xiàn)“理想的”合成法。強(qiáng)調(diào)實(shí)用、環(huán)境

1、有機(jī)化合物數(shù)量多.為什么有機(jī)化合物數(shù)量如此之多呢？有兩個(gè)原因:

一是組成有機(jī)化合物的碳原子可以是一個(gè)碳原子到幾十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)個(gè)碳原子；二.有機(jī)化合物的特點(diǎn)其二，有機(jī)化合物普遍存在異構(gòu)現(xiàn)象使其數(shù)量大大增加。1、有機(jī)化合物數(shù)量多.二.有機(jī)化合物的特點(diǎn)2、有機(jī)化合物大多數(shù)不溶于水

3、大多數(shù)有機(jī)化合物易燃燒也有例外，比如四氯化碳，不但不燃，而且可以滅火。

4、大多數(shù)有機(jī)化合物發(fā)生的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)速度比較慢2、有機(jī)化合物大多數(shù)不溶于水3、大多數(shù)有機(jī)化合物易燃燒45、大多數(shù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)都有副反應(yīng)反應(yīng)不是定量進(jìn)行的，所以一般情況下有機(jī)化學(xué)反應(yīng)式不用配平，只要寫(xiě)出主要產(chǎn)物就可以。

6、大多數(shù)有機(jī)化合物熔點(diǎn)較低超過(guò)3000C以上很少。

7、大多數(shù)有機(jī)化合物分解溫度比較低超過(guò)4000C的很少。當(dāng)然有例外，如碳纖維30000C還穩(wěn)定。5、大多數(shù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)都有副反應(yīng)6、大多數(shù)有機(jī)化合物熔點(diǎn)較第二節(jié)、有機(jī)化合物的分類

分類有兩種方法一種是按碳架分類，另一種方法是按官能團(tuán)分類。（一）、按碳架分類(族)：

①、開(kāi)鏈化合物------脂肪族化合物碳原子連成鏈狀，不含碳環(huán)，脂肪具有這樣結(jié)構(gòu)，所以又叫脂肪族化合物。

第二節(jié)、有機(jī)化合物的分類分類有兩種方法（一）、按碳架分類②、脂環(huán)族化合物，含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)但是性質(zhì)上類似脂肪族化合物。③、芳香族化合物，含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)但是具有芳香性。④、雜環(huán)化合物，為有機(jī)環(huán)狀化合物組成環(huán)的原子除碳原子之外還有雜原子，所謂雜原子是指氧、硫、氮等。②、脂環(huán)族化合物，含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué)-課件

化合物的性質(zhì)主要由官能團(tuán)決定，反應(yīng)主要發(fā)生在官能團(tuán)及其相關(guān)部位，具有相同的官能團(tuán)的化合物具有類似性質(zhì)。常見(jiàn)的官能團(tuán)有：

-C=C-；－C三C-；－OH；C-O-C醚鍵；X(F,Cl,Br,I)鹵原子；C=O羰基；－COOH羧基；SO3H磺酸基；NO2硝基；NH2氨基等。

（二）、按官能團(tuán)分類：

官能團(tuán)-----是指有機(jī)化合物分子中比較活潑易發(fā)生反應(yīng)的原子或原子團(tuán)。

化合物的性質(zhì)主要由官能團(tuán)決定，反應(yīng)主要發(fā)生在有機(jī)化學(xué)-課件有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的表示法有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的表示法有機(jī)化學(xué)-課件第三節(jié)共價(jià)鍵理論一、處理有機(jī)化合物分子中共價(jià)鍵的兩種理論

1．價(jià)鍵理論（VB法，valencebondtheory）

從形成共價(jià)健的電子只處于形成共價(jià)鍵兩原子之間的定域觀點(diǎn)出發(fā)，解決分子中原子間互相連結(jié)（成鍵）問(wèn)題的理論是價(jià)鍵理論。

雜化軌道理論是它的發(fā)展，這種方法處理的結(jié)果，對(duì)分子的空間形象描述得直觀、清楚、容易理解，是常用的方法。第三節(jié)共價(jià)鍵理論一、處理有機(jī)化合物分子中共價(jià)鍵的兩種理論2．分子軌道理論（MO法，molecularorbitaltheory）

以“形成共價(jià)鍵的電子是分布在整個(gè)分子之中”的離域觀點(diǎn)為基礎(chǔ)處理分子中原子相互連結(jié)問(wèn)題的方法稱為分子軌道理論。這種方法對(duì)電子離域體系描述的更為切確。多用于處理具有電子明顯離域現(xiàn)象的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)，如芳環(huán)、1,3—丁二烯等共軛體系。2．分子軌道理論（MO法，molecularorbital二、價(jià)鍵理論

價(jià)鍵理論的三個(gè)要點(diǎn)：

1.

定域性成鍵的電子只處于化學(xué)鍵相連的原子之間

2.

飽和性

當(dāng)原子的未成鍵的一個(gè)電子與某原子的一個(gè)電子配對(duì)之后，就不能再與第三個(gè)電子配對(duì)了，這就是共價(jià)鍵的飽和性。二、價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論的三個(gè)要點(diǎn)：3.

方向性原子軌道有一定的方向性（s，p，d），與相連原子軌道重疊成鍵要滿足最大重疊條件。因此，一個(gè)原子與周圍原子形成共價(jià)鍵有一定的角度。

原子軌道重疊情況示意圖

3.

方向性原子軌道重疊情況示意圖成鍵方向?qū)Ψ肿咏Y(jié)構(gòu)的影響104.5°180°107.3°成鍵方向?qū)Ψ肿咏Y(jié)構(gòu)的影響104.5°C:1S22S22Px12Py1三、雜化軌道理論（hybridorbitaltheory）1931年，鮑林（PaulingL）提出原子軌道雜化理論?！?S2Px2Py2Pz

SP3

相互影響、相互混合

碳原子軌道的這種轉(zhuǎn)化過(guò)程成為碳原子的雜化。

C:1S22S22Px12Py1三、雜化軌道理論（hybr碳原子的雜化：(1).sp3

雜化：

這是用一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道進(jìn)行的雜化，故稱為sp3

雜化。這是用一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道進(jìn)行的雜化，故稱為sp3雜有機(jī)化學(xué)-課件與基態(tài)軌道相比，雜化軌道具有以下特點(diǎn)：

a).能量相等，成分相同（1/4s軌道和3/4p軌道）；

b).雜化軌道的電子云分布更集中，可使成鍵軌道間的重疊部分增大，成鍵能力增強(qiáng)；與基態(tài)軌道相比，雜化軌道具有以下特點(diǎn)：a).能量相等，成c).sp3

雜化軌道在空間盡量伸展，呈最穩(wěn)定正四面體型，軌道夾角109°28′。sp3

雜化又稱為正四面體雜化。

c).sp3雜化軌道在空間盡量伸展，呈最穩(wěn)定正四(2).sp2

雜化：由2s軌道和兩個(gè)2p軌道雜化，形成三個(gè)等同的sp2雜化軌道。另有一個(gè)2p軌道不參與雜化。特點(diǎn)：a).雜化軌道成分：1/3s軌道和2/3p軌道；b).成鍵能力較sp3雜化軌道弱，但較未雜化軌道強(qiáng)；c).雜化軌道呈平面三角形，夾角120°。未雜化2p軌道垂直于這一平面。(2).sp2雜化：由2s軌道和一個(gè)2p軌道雜化，形成兩個(gè)等同的sp雜化軌道。另有兩個(gè)2p軌道不參與雜化。

特點(diǎn)：

a).雜化軌道成分：1/2s軌道和1/2p軌道；

b).成鍵能力較sp2雜化軌道弱，但較未雜化軌道強(qiáng)；(3).sp雜化：

c).雜化軌道呈直線型，夾角180°。另兩個(gè)未雜化2p

軌道與這一直線兩兩垂直。

由2s軌道和一個(gè)2p軌道雜化，形成兩個(gè)等同的sp雜sp3、sp2、sp軌道的比較

sp3、sp2、sp雜化軌道的形狀相似，都是軸對(duì)稱。但其中S軌道成分不同，其能量和電負(fù)性都有差異，由它們形成的各種σ鍵的強(qiáng)度不同，含s成分多的軌道能量低，電負(fù)性大。sp3、sp2、sp軌道的比較

1932年，美國(guó)化學(xué)家MullikenRS和德國(guó)化學(xué)家HundF提出了一種新的共價(jià)鍵理論——分子軌道理論（molecularorbitaltheory），即MO法。該理論注意了分子的整體性，因此較好地說(shuō)明了多原子分子的結(jié)構(gòu)。四、分子軌道理論簡(jiǎn)介1932年，美國(guó)化學(xué)家MullikenRS和德國(guó)分子軌道理論的要點(diǎn)：1.原子在形成分子時(shí)，所有電子都有貢獻(xiàn)，分子中的電子不再?gòu)膶儆谀硞€(gè)原子，而是在整個(gè)分子空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在分子中電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用相應(yīng)的分子軌道波函數(shù)ψ（稱為分子軌道）來(lái)描述。ψ1=φ1+φ2

ψ2=φ1-φ2

分子軌道理論的要點(diǎn)：1.原子在形成分子時(shí)，所有電子都有貢獻(xiàn)2.分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性組合（linearcombinationofatomicorbitals，LCAO）而得到。幾個(gè)原子軌道可組合成幾個(gè)分子軌道，其中有一半分子軌道分別由正負(fù)符號(hào)相同的兩個(gè)原子軌道疊加而成，兩核間電子的概率密度增大，其能量較原來(lái)的原子軌道能量低，有利于成鍵，稱為成鍵分子軌道（bondingmolecularorbital），如σ、π軌道；另一半分子軌道分別由正負(fù)符號(hào)不同的兩個(gè)原子軌道疊加而成，兩核間電子的概率密度很小，其能量較原來(lái)的原子軌道能量高,不利于成鍵,稱為反鍵分子軌道（antibondingmolecularorbital），如σ*、π*軌道。2.分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性組合（linea分子軌道和原子軌道的主要區(qū)別在于：(1)在原子中，電子的運(yùn)動(dòng)只受1個(gè)原子核的作用，原子軌道是單核系統(tǒng)；而在分子中，電子則在所有原子核勢(shì)場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)，分子軌道是多核系統(tǒng)。(2)原子軌道的名稱用s、p、d…符號(hào)表示，而分子軌道的名稱則相應(yīng)地用σ、π、δ…符號(hào)表示。分子軌道和原子軌道的主要區(qū)別在于：兩個(gè)分子軌道波函數(shù)的平方，即為分子軌道電子云密度分布：ψ1----成鍵軌道

ψ2----反鍵軌道

兩個(gè)分子軌道波函數(shù)的平方，即為分子軌道電子兩個(gè)氫原子的1s軌道進(jìn)行波向疊加時(shí)，一種情況是相位相同時(shí)進(jìn)行疊加，形成一個(gè)σ成鍵軌道。另一種情況是相位相反時(shí)相互削弱，形成有節(jié)點(diǎn)的反鍵軌道。成鍵軌道能量低，反鍵軌道能量高，因此來(lái)自兩個(gè)氫原子的兩個(gè)電子成對(duì)地進(jìn)入成鍵軌道。兩個(gè)氫原子的1s軌道進(jìn)行波向疊加時(shí)，一種情況氧原子的核外電子構(gòu)型為：1s22s22p4

兩個(gè)p原子軌道沿鍵軸方向重疊形成組成兩個(gè)σ鍵σ2p和σ2p*氧原子的核外電子構(gòu)型為：1s22s22p4

O2

分子軌道圖2p2p2s

2s2s*2s1s*1s

MO1s

1sAOAO*2*2*222

2分子軌道式(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2()2()2

(

)2(

)1(

)1222

*2*2O2分子軌道圖

3.為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子軌道必須符合下述三條原則，也就是組成分子軌道三原則。（1）對(duì)稱性匹配原則只有對(duì)稱性匹配的原子軌道才能組合成分子軌道，這稱為對(duì)稱性匹配原則。原子軌道有s、p、d等各種類型，它們對(duì)于某些點(diǎn)、線、面等有著不同的空間對(duì)稱性。對(duì)稱性是否匹配，可根據(jù)兩個(gè)原子軌道的角度分布圖中波瓣的正、負(fù)號(hào)對(duì)于鍵軸（設(shè)為x軸）或?qū)τ诤I軸的某一平面的對(duì)稱性決定。原子軌道對(duì)稱性匹配成鍵3.為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子軌道必須符合

符合對(duì)稱性匹配原則的幾種簡(jiǎn)單的原子軌道組合是，(對(duì)x軸)s-s、s-px、px-px組成σ分子軌道；（對(duì)xy平面）py-py、pz-pz組成π分子軌道。對(duì)稱性匹配的兩原子軌道組合成分子軌道時(shí)，因波瓣符號(hào)的異同，有兩種組合方式：波瓣符號(hào)相同（即＋＋重疊或－－重疊）的兩原子軌道組合成成鍵分子軌道；波瓣符號(hào)相反（即＋－重疊）的兩原子軌道組合成反鍵分子軌道。符合對(duì)稱性匹配原則的幾種簡(jiǎn)單的原子軌道組合是，(對(duì)x對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道示意圖對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道示意圖（2）能量近似原則

在對(duì)稱性匹配的原子軌道中，只有能量相近的原子軌道才能組合成有效的分子軌道，而且能量愈相近愈好，這稱為能量近似原則。（3）軌道最大重疊原則對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道進(jìn)行線性組合時(shí)，其重疊程度愈大，則組合成的分子軌道的能量愈低，所形成的化學(xué)鍵愈牢固，這稱為軌道最大重疊原則。（2）能量近似原則

在對(duì)稱性匹配的原子軌道

電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規(guī)則。具體排布時(shí)，應(yīng)先知道分子軌道的能級(jí)順序。目前這個(gè)順序主要借助于分子光譜實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能五、σ鍵和π鍵共價(jià)鍵具有方向性。按照成鍵的方向不同，分為σ鍵和π鍵。σ鍵和π鍵是兩類重要的共價(jià)鍵。1.σ鍵在甲烷分子中，存在四個(gè)等同的C-H鍵，碳原子采取sp3

雜化。取一個(gè)雜化軌道進(jìn)行分析

:五、σ鍵和π鍵共價(jià)鍵具有方向性。按照成鍵的方向不同，分這種沿著對(duì)稱軸的方向以“頭碰頭”的方式相互重疊形成的鍵叫做σ鍵。構(gòu)成σ鍵的電子稱為σ電子。一個(gè)σ鍵包括兩個(gè)σ電子。

甲烷分子中，四個(gè)σ鍵夾角為109°28′，分子構(gòu)型為正四面體型。

乙烷分子中，除σC-H外，還存在σC-C鍵（CH3-CH3）。

這種沿著對(duì)稱軸的方向以“頭碰頭”的方式相互重疊形成的σ鍵的成鍵特點(diǎn)：1).“頭碰頭”成鍵，電子云近似圓柱形分布；2).σ鍵可以旋轉(zhuǎn)；3).σ鍵較穩(wěn)定，存在于一切共價(jià)鍵中。因而，只含有σ鍵的化合物性質(zhì)是比較穩(wěn)定的（烷烴）。

2.π鍵在乙烯分子中，碳原子采取sp2雜化。另有一個(gè)p軌道不參與雜化，而形成另一類型的共價(jià)鍵π鍵。σ鍵的成鍵特點(diǎn)：未雜化的p軌道可以“肩并肩”平行重疊成鍵，形成π鍵。構(gòu)成π鍵的電子叫做π電子。

π鍵的成鍵特點(diǎn)：1).“肩并肩”成鍵；2).電子云重疊程度不及σ鍵，較活潑；3).π鍵必須與σ鍵共存；4).π鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。

因而，具有π鍵的化合物性質(zhì)較活潑（烯烴、炔烴等）。未雜化的p軌道可以“肩并肩”平行重疊成鍵，形成π鍵。π鍵的成鍵長(zhǎng)（bondlength）：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核之間的距離稱為鍵長(zhǎng)。鍵能（bondenergy）：由原子形成共價(jià)鍵所放出的能量，或共價(jià)鍵裂成兩個(gè)原子所吸收的能量。鍵角（bondangle）：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。（如：甲烷、乙烯、乙炔等等）。鍵的極性（bondpolarity）：鍵的極性以偶極矩表示。3.鍵參數(shù)--表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量統(tǒng)稱為鍵參數(shù)

鍵長(zhǎng)（bondlength）：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核之間的

(1)鍵長(zhǎng)成鍵原子的平衡核間距。以nm(10-9m)表示。不同的共價(jià)鍵有不同的鍵長(zhǎng)；(高P10表1-2)例如：C—C鍵長(zhǎng)0.154nmC—H鍵長(zhǎng)0.109nmC=C鍵長(zhǎng)0.133nmC—O鍵長(zhǎng)0.143nm相同的共價(jià)鍵，處于不同的化學(xué)環(huán)境時(shí)，鍵長(zhǎng)也稍有差異。一般地：鍵長(zhǎng)越短，化學(xué)鍵越牢固，越不容易斷開(kāi)。(1)鍵長(zhǎng)成鍵原子的平衡核間距。以nm(10-9m)表示(2)鍵能鍵能即鍵的平均解離能。例如：平均值：(423+439+448+347)÷4=414KJ/mol∴C—H的鍵能為414KJ/mol。化學(xué)鍵的鍵能越大，鍵越牢固。(P10表1-3)(2)鍵能鍵能即鍵的平均解離能。例如：平均值：(423(3)鍵角鍵與鍵之間的夾角。鍵角與成鍵中心原子的雜化態(tài)有關(guān)，也受分子中其他原子的影響。立體透視式的寫(xiě)法(3)鍵角鍵與鍵之間的夾角。立體透視式的寫(xiě)法

(4)鍵的極性和誘導(dǎo)效應(yīng)鍵的極性是由于成鍵原子的電負(fù)性(P11表1-4)不同而引起的。例如：一般地：成鍵原子電負(fù)性差大于1.7，形成離子鍵；成鍵原子電負(fù)性差為0.5～1.6，形成極性共價(jià)鍵。a.鍵的極性(4)鍵的極性和誘導(dǎo)效應(yīng)鍵的極性是由于成鍵原子的電負(fù)性鍵的極性用偶極矩(鍵矩)來(lái)度量：

μ＝q×d[μ的單位：C·m(庫(kù)侖·米)]q——正、負(fù)電中心的電荷

d——電荷中心之間的距離例：H—ClCH3—Cl偶極矩是用來(lái)衡量鍵極性的物理量，為一矢量，有方向性，通常規(guī)定其方向由正到負(fù)用箭頭表示+→。其單位為德拜D（Debye,1D=3.334*10-30C.M）。偶極矩越大，鍵的極性越強(qiáng).鍵的極性用偶極矩(鍵矩)來(lái)度量：μ＝q×d[μb.分子的極性鍵的極性可引起分子的極性，分子的偶極矩等于鍵的偶極矩的矢量和。例如：分子的極性影響化合物的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和溶解度等。b.分子的極性鍵的極性可引起分子的極性，分子的偶極矩等c.誘導(dǎo)效應(yīng)由于成鍵原子的電負(fù)性不同而引起的分子中電子云的轉(zhuǎn)移稱為誘導(dǎo)效應(yīng)(Inductiveeffect)。例如，1-氯丁烷分子中的氯原子有吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)(-I)：誘導(dǎo)效應(yīng)的特點(diǎn)：①由電負(fù)性的不同而引起。

吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)—-I；給電子誘導(dǎo)效—+I；②沿σ-鍵傳遞，且隨著碳鏈增長(zhǎng)迅速減弱；2~3個(gè)C以后，誘導(dǎo)效應(yīng)幾乎為零。③用直箭頭表示誘導(dǎo)效應(yīng)引起的電子云的轉(zhuǎn)移方向。c.誘導(dǎo)效應(yīng)由于成鍵原子的電負(fù)性不同而引起的分子中電子云的4.共價(jià)鍵的均裂和異裂與有機(jī)反應(yīng)的類型(homolyticcleavage&heterolyticcleavage)均裂：共價(jià)鍵斷裂時(shí)形成共價(jià)鍵的兩電子平均分到形成共價(jià)鍵的兩原子或基團(tuán)上的斷裂方式，稱共價(jià)鍵的均裂。產(chǎn)生均裂反應(yīng)的條件：*共價(jià)鍵本身多數(shù)為非極性共價(jià)鍵*光照、受熱（高溫）、電磁輻射等外界條件*自由基引發(fā)劑的引發(fā)有自由基參與的反應(yīng)叫做自由基反應(yīng)或均裂反應(yīng)。

4.共價(jià)鍵的均裂和異裂與有機(jī)反應(yīng)的類型均裂：共價(jià)鍵斷裂時(shí)形異裂：共價(jià)鍵斷裂時(shí)，形成共價(jià)健的兩個(gè)電子，非均勻的分在形成共價(jià)鍵的兩原子或基團(tuán)上，形成帶有一對(duì)電子的負(fù)離子和未帶電子的正離子，這種斷裂方式稱為共價(jià)鍵的異裂。產(chǎn)生異裂反應(yīng)的條件：*共價(jià)鍵本身多數(shù)為極性共價(jià)鍵，極性越強(qiáng)，越易異裂*催化劑的作用*多數(shù)是極性試劑作用的結(jié)果*溶劑是極性的發(fā)生共價(jià)鍵異裂的反應(yīng)，叫做離子型反應(yīng)或異裂反應(yīng)。

異裂：共價(jià)鍵斷裂時(shí)，形成共價(jià)健的兩個(gè)電子，非均勻的分在形成共有機(jī)反應(yīng)的類型有機(jī)反應(yīng)的類型周環(huán)反應(yīng)：

反應(yīng)經(jīng)環(huán)狀過(guò)渡態(tài)，舊鍵的斷裂和新鍵的生成同時(shí)進(jìn)行。

例：周環(huán)反應(yīng)：

反應(yīng)經(jīng)環(huán)狀過(guò)渡態(tài)，舊鍵的斷裂和新鍵的生成5.碳正離子、碳負(fù)離子和碳自由基的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

在反應(yīng)過(guò)程中，成鍵的碳原子由于共價(jià)鍵的斷裂方式不同可以形成帶有正電荷、負(fù)電荷或一個(gè)未成對(duì)電子的碳原子，這些碳原子分別被稱為碳正離子（carboncations）、碳負(fù)離子（carbonanions）或碳自由基（carbonradicals）。實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明碳正離子和碳自由基具有平面結(jié)構(gòu)，而碳負(fù)離子則呈角錐狀。5.碳正離子、碳負(fù)離子和碳自由基的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

sp3雜化sp2雜化sp2雜化碳正離子、碳自由基和碳負(fù)離子的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性直接受到與之相連接的基團(tuán)的影響。它們穩(wěn)定性的一般規(guī)律如下：

（1）芐基型或烯丙型一般較穩(wěn)定；

（2）碳正離子或碳自由基是：3°＞2°＞1°；

（3）碳負(fù)離子則是1°＞2°＞3°。sp3雜化sp2雜化sp2雜化碳正離子小結(jié)雜化軌道理論：

sp3雜化：正四面體型雜化，四個(gè)雜化軌道，能形成四個(gè)σ鍵，σ鍵穩(wěn)定，可自由旋轉(zhuǎn)；sp2雜化：三個(gè)雜化軌道共平面，能形成三個(gè)σ鍵，未雜化p軌道可形成π鍵，形成π鍵后，雙鍵均不能自由旋轉(zhuǎn)；sp雜化：兩個(gè)雜化軌道共直線，能形成兩個(gè)σ鍵，未雜化p軌道可形成π鍵，形成π鍵后，三鍵均不能自由旋轉(zhuǎn)。

小結(jié)雜化軌道理論：sp3雜化：正四面體型雜化，四個(gè)雜化軌第四節(jié)、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)方法淺談

課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)。學(xué)會(huì)聽(tīng)課，及時(shí)發(fā)問(wèn)，提高學(xué)習(xí)效率。必要的記憶：如命名原則、某些重要的反應(yīng)等。通過(guò)必要的記憶，可以熟悉反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，活躍思維，提高興趣。提綱挈領(lǐng)，把握主線——結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。學(xué)會(huì)鳥(niǎo)瞰，及時(shí)總結(jié)，按時(shí)完成作業(yè)。第四節(jié)、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)方法淺談?wù)n前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)。有機(jī)化學(xué)-課件有機(jī)化學(xué)-課件有機(jī)化學(xué)-課件常見(jiàn)元素的電負(fù)性值碳、氮在不同雜化狀態(tài)下的電負(fù)性值常見(jiàn)元素的電負(fù)性值碳、氮在不同雜化狀態(tài)下的電負(fù)性值有機(jī)化學(xué)考試課程(理論課64學(xué)時(shí)，該學(xué)期64學(xué)時(shí))有機(jī)化學(xué)考試課程(理論課64學(xué)時(shí)，該學(xué)期64學(xué)時(shí))參考資料1)徐壽昌.有機(jī)化學(xué).第二版.高教出版社2)邢其毅等編.《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》（上、下冊(cè)）.高等教育出版社4）有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)及考研試題精解.姜文風(fēng)編著。5)/ChemEdu/3)[美]莫里森等著，《有機(jī)化學(xué)》（上、下冊(cè)），科學(xué)出版社參考資料3)[美]莫里森等著，《有機(jī)化學(xué)》（上、下冊(cè)），第一章緒論第一節(jié)、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)第二節(jié)、有機(jī)化合物的分類第三節(jié)、共價(jià)鍵理論第四節(jié)、有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)方法淺談

第一章緒論第一節(jié)、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)以下化合物作為無(wú)機(jī)物看待：

碳化鈣，碳的氧化物，金屬羰基化合物，碳酸鹽，二硫化碳，氰酸（鹽），（異）硫氰酸（鹽），氫氰酸（鹽）。第一節(jié)有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)

1.有機(jī)化合物：碳化合物、碳?xì)浠衔锛捌溲苌铩?/p>

2.有機(jī)化學(xué)：研究有機(jī)化合物來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用以及有關(guān)理論、變化規(guī)律和方法學(xué)的科學(xué)。

三項(xiàng)內(nèi)容：分離、結(jié)構(gòu)、反應(yīng)和合成

[分離]從自然界或反應(yīng)產(chǎn)物通過(guò)蒸餾、結(jié)晶、吸附、萃取、升華等操作孤立出單一純凈的有機(jī)物。

[結(jié)構(gòu)]對(duì)分離出的有機(jī)物進(jìn)行化學(xué)和物理行為的了解，闡明其結(jié)構(gòu)和特性。

[反應(yīng)和合成]從某一有機(jī)化合物(原料)經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成一已知的或新的有機(jī)化合物(產(chǎn)物)。一.有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)以下化合物作為無(wú)機(jī)物看待：

碳化鈣，碳的氧化物，金屬羰基化合研究有機(jī)化合物的一般步驟

(1)、分離提純

方法：重結(jié)晶、升華、蒸餾、層析法以及離子交換法等。

目的:保證達(dá)到應(yīng)有的純度。(2)、純度的檢驗(yàn)

純的有機(jī)物有固定的物理常數(shù)，如：熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比重、折射率等。(3)、實(shí)驗(yàn)式和分子式的確定

a、進(jìn)行元素定性分析，找出分子中存在哪幾種原子。

b、進(jìn)行元素定量分析，找出各種原子的相對(duì)數(shù)目，即決定經(jīng)驗(yàn)式（實(shí)驗(yàn)式）。

c、測(cè)定分子量，確定各種原子的確實(shí)數(shù)目，給出分子式。(4)、結(jié)構(gòu)式的確定

根據(jù)紅外光譜、紫外光譜、核磁共振譜、質(zhì)譜等確定結(jié)構(gòu)(5)、人工合成研究有機(jī)化合物的一般步驟(1)、分離提純

方法：重結(jié)有機(jī)化學(xué)這個(gè)名詞是在1806年由瑞典化學(xué)家J.Berzelins首先提出來(lái)的。意思是指“有生機(jī)之物”。3.有機(jī)化學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史當(dāng)時(shí)所有已知的有機(jī)物都是從生物體內(nèi)分離出來(lái)的。1769-1785年：

葡萄汁酒石酸;蘋(píng)果蘋(píng)果酸；檸檬汁檸檬酸；酸牛奶乳酸；尿尿酸；1802年：離析出植物堿類藥物---金雞納堿，辛可寧等；1805年：鴉片嗎啡；1815年：動(dòng)物脂肪膽固醇。有機(jī)化學(xué)這個(gè)名詞是在1806年由瑞典化學(xué)家3.有機(jī)化學(xué)

1828年，德國(guó)化學(xué)家魏勒(W?hler,F.)

發(fā)表論文《論尿素的人工合成》

1840年，柯?tīng)柌?H.kolber)制得醋酸；1854年，柏賽羅(M.berthelot)合成油脂類化合物；爾后，布特列洛夫合成了糖類化合物；.…...有機(jī)物可來(lái)源于生物體也可由無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化而來(lái)。1865年，凱庫(kù)勒（德）指出有機(jī)物中碳為四價(jià)，發(fā)展了有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)；1828年，德國(guó)化學(xué)家魏勒(W?hler,F.)1840年1874年，范特霍夫（荷）和勒比爾（法）開(kāi)創(chuàng)了從立體觀點(diǎn)來(lái)研究有機(jī)化合物的立體化學(xué)；1917年，Lewis（美）用電子對(duì)來(lái)說(shuō)明化學(xué)鍵的生成；1931年，休克爾用量子化學(xué)方法解決不飽和化合物和芳烴的結(jié)構(gòu)問(wèn)題；1933年，Ingold等用化學(xué)動(dòng)力學(xué)的方法研究飽和碳原子上親核取代反應(yīng)機(jī)理。1874年，范特霍夫（荷）和勒比爾（法）開(kāi)創(chuàng)了

1940年石油催化裂化技術(shù)得到發(fā)展；滌綸纖維上市。青霉素、鏈霉素用于治療；37步反應(yīng)得到“可的松”；“藥物設(shè)計(jì)”的概念出現(xiàn)。發(fā)現(xiàn)DNA堿基對(duì)。我國(guó)有機(jī)化學(xué)家黃鳴龍發(fā)現(xiàn)羰基還原改良法。有機(jī)玻璃開(kāi)始生產(chǎn)和使用。1940年石油催化裂化技術(shù)得到發(fā)展；滌綸纖維上市。1950年磺胺藥物出現(xiàn)；各種類型抗菌素走向世界。PaulingL（美）提出蛋白質(zhì)的α-螺旋。SangerF（英）確立胰島素的肽鏈結(jié)構(gòu)。DielsO–AlderK反應(yīng)得到發(fā)展。WatsonJD（英）和CrickF（英）建立DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。ZiglerK（徳）–NattaG（意）催化劑被用于常溫常壓下的烯烴聚合。BartonDHR（英）建立構(gòu)象分析原理。發(fā)現(xiàn)核磁共振中的位移和自旋偶合裂分，引入1HNMR和13CNMR技術(shù)。X-晶體衍射相位直接測(cè)定法建立。熱固塑料和聚合物相繼問(wèn)世。生命起源研究工作取得進(jìn)展。1950年磺胺藥物出現(xiàn)；各種類型抗菌素走向世界。1960年CoreyEG（美）建立反合成分析方法。多維NMR方法得到發(fā)展。聚合物生產(chǎn)大步發(fā)展，精細(xì)化工品種和產(chǎn)量穩(wěn)步增加。我國(guó)科學(xué)家成功合成牛胰島素─世界上首次人工合成的蛋白質(zhì)。1970環(huán)境污染問(wèn)題引起爭(zhēng)議?！盎蚬尽背霈F(xiàn)。手性技術(shù)開(kāi)始發(fā)展。1960年CoreyEG（美）建立反合成分析方法。

1980年我國(guó)科學(xué)家成功合成酵母丙胺酸轉(zhuǎn)移核糖核酸~世界上首次人工合成的轉(zhuǎn)移核糖核酸（tRNA）。發(fā)現(xiàn)RNA催化生物反應(yīng)；生物技術(shù)開(kāi)始運(yùn)用。

1990年“人類基因組計(jì)劃”啟動(dòng)。發(fā)現(xiàn)用石墨電極大量制備富勒烯的方法。組合化學(xué)和“綠色化學(xué)”得以發(fā)展。迄今已知的化合物超過(guò)2000萬(wàn)種(主要通過(guò)人工合成)，其中絕大多數(shù)是有機(jī)化合物。1980年我國(guó)科學(xué)家成功合成酵母丙胺酸轉(zhuǎn)移核糖核酸~世界有機(jī)化學(xué)是一門(mén)迅速發(fā)展的學(xué)科1901~2012年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)共103項(xiàng)，其中有機(jī)化學(xué)方面的化學(xué)獎(jiǎng)63項(xiàng)，占化學(xué)獎(jiǎng)61%。

2012諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)---“G蛋白偶聯(lián)受體研究”

美國(guó)科學(xué)家羅伯特·萊夫科維茨（RobertJ.Lefkowitz）和布萊恩·克比爾卡（BrianK.Kobilka）因“G蛋白偶聯(lián)受體研究”獲得2012年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

有機(jī)化學(xué)是一門(mén)迅速發(fā)展的學(xué)科1901~2012年有機(jī)化學(xué)以其價(jià)鍵理論、構(gòu)象理論、各種反應(yīng)及其反應(yīng)機(jī)理成為現(xiàn)代生物化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)的理論基礎(chǔ)；在蛋白質(zhì)、核酸的組成和結(jié)構(gòu)的研究、順序測(cè)定方法的建立、合成方法的創(chuàng)建等方面，有機(jī)化學(xué)為分子生物學(xué)的建立和發(fā)展開(kāi)辟了道路；

當(dāng)代有機(jī)化學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)：與生命科學(xué)的結(jié)合。有機(jī)化學(xué)以其價(jià)鍵理論、構(gòu)象理論、各種反應(yīng)及其

有機(jī)化學(xué)特別是生物有機(jī)化學(xué)參與研究項(xiàng)目：

研究信息分子和受體識(shí)別的機(jī)制;

發(fā)現(xiàn)自然界中分子進(jìn)化和生物合成的基本規(guī)律;

作用于新的生物靶點(diǎn)的新一代治療藥物的前期基礎(chǔ)研究;

發(fā)展提供結(jié)構(gòu)多樣性分子的組合化學(xué);

對(duì)于復(fù)雜生物體系進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析的新技術(shù)，等等。確定DNA為生物體遺傳物質(zhì),是由生物學(xué)家和化學(xué)家共同完成；人類基因組“工作框架圖”組裝—后基因組計(jì)劃—序列基因(SequenceGenomics)—結(jié)構(gòu)基因(StructuralGenomics)—功能基因(FunctionalGenomics)。有機(jī)化學(xué)特別是生物有機(jī)化學(xué)參與研究項(xiàng)目：確定D

21世紀(jì)，要實(shí)現(xiàn)“理想的”合成法。強(qiáng)調(diào)實(shí)用、環(huán)境友好、資源可持續(xù)利用。簡(jiǎn)單原料、溫和條件，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單步驟，快速、高選擇性、高效地轉(zhuǎn)化為目標(biāo)分子。

——綠色合成——

獨(dú)特功能分子（各種性能材料、生理活性分子、天然產(chǎn)物）的全合成。計(jì)算機(jī)技術(shù)引入，結(jié)構(gòu)測(cè)定、分子設(shè)計(jì)和合成設(shè)計(jì)。有機(jī)化學(xué)中，有機(jī)合成占有獨(dú)特的核心地位。1989年美國(guó)Harvard大學(xué)kishi教授等完成海葵毒素的全合成。化學(xué)轉(zhuǎn)化：步驟繁多、得率低、價(jià)格昂貴（Savett,576kg脫氧膽酸，30多步反應(yīng)，兩年→938mg醋酸可的松）生物法：高效、收率高（1952年，Munrry等，黑根霉，僅1步就將孕酮11位上導(dǎo)入一個(gè)羥基，使從孕酮合成皮質(zhì)酮只需3步，這樣才使可的松問(wèn)世）21世紀(jì)，要實(shí)現(xiàn)“理想的”合成法。強(qiáng)調(diào)實(shí)用、環(huán)境

1、有機(jī)化合物數(shù)量多.為什么有機(jī)化合物數(shù)量如此之多呢？有兩個(gè)原因:

一是組成有機(jī)化合物的碳原子可以是一個(gè)碳原子到幾十萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)個(gè)碳原子；二.有機(jī)化合物的特點(diǎn)其二，有機(jī)化合物普遍存在異構(gòu)現(xiàn)象使其數(shù)量大大增加。1、有機(jī)化合物數(shù)量多.二.有機(jī)化合物的特點(diǎn)2、有機(jī)化合物大多數(shù)不溶于水

3、大多數(shù)有機(jī)化合物易燃燒也有例外，比如四氯化碳，不但不燃，而且可以滅火。

4、大多數(shù)有機(jī)化合物發(fā)生的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)速度比較慢2、有機(jī)化合物大多數(shù)不溶于水3、大多數(shù)有機(jī)化合物易燃燒45、大多數(shù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)都有副反應(yīng)反應(yīng)不是定量進(jìn)行的，所以一般情況下有機(jī)化學(xué)反應(yīng)式不用配平，只要寫(xiě)出主要產(chǎn)物就可以。

6、大多數(shù)有機(jī)化合物熔點(diǎn)較低超過(guò)3000C以上很少。

7、大多數(shù)有機(jī)化合物分解溫度比較低超過(guò)4000C的很少。當(dāng)然有例外，如碳纖維30000C還穩(wěn)定。5、大多數(shù)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)都有副反應(yīng)6、大多數(shù)有機(jī)化合物熔點(diǎn)較第二節(jié)、有機(jī)化合物的分類

分類有兩種方法一種是按碳架分類，另一種方法是按官能團(tuán)分類。（一）、按碳架分類(族)：

①、開(kāi)鏈化合物------脂肪族化合物碳原子連成鏈狀，不含碳環(huán)，脂肪具有這樣結(jié)構(gòu)，所以又叫脂肪族化合物。

第二節(jié)、有機(jī)化合物的分類分類有兩種方法（一）、按碳架分類②、脂環(huán)族化合物，含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)但是性質(zhì)上類似脂肪族化合物。③、芳香族化合物，含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)但是具有芳香性。④、雜環(huán)化合物，為有機(jī)環(huán)狀化合物組成環(huán)的原子除碳原子之外還有雜原子，所謂雜原子是指氧、硫、氮等。②、脂環(huán)族化合物，含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)有機(jī)化學(xué)-課件

化合物的性質(zhì)主要由官能團(tuán)決定，反應(yīng)主要發(fā)生在官能團(tuán)及其相關(guān)部位，具有相同的官能團(tuán)的化合物具有類似性質(zhì)。常見(jiàn)的官能團(tuán)有：

-C=C-；－C三C-；－OH；C-O-C醚鍵；X(F,Cl,Br,I)鹵原子；C=O羰基；－COOH羧基；SO3H磺酸基；NO2硝基；NH2氨基等。

（二）、按官能團(tuán)分類：

官能團(tuán)-----是指有機(jī)化合物分子中比較活潑易發(fā)生反應(yīng)的原子或原子團(tuán)。

化合物的性質(zhì)主要由官能團(tuán)決定，反應(yīng)主要發(fā)生在有機(jī)化學(xué)-課件有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的表示法有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的表示法有機(jī)化學(xué)-課件第三節(jié)共價(jià)鍵理論一、處理有機(jī)化合物分子中共價(jià)鍵的兩種理論

1．價(jià)鍵理論（VB法，valencebondtheory）

從形成共價(jià)健的電子只處于形成共價(jià)鍵兩原子之間的定域觀點(diǎn)出發(fā)，解決分子中原子間互相連結(jié)（成鍵）問(wèn)題的理論是價(jià)鍵理論。

雜化軌道理論是它的發(fā)展，這種方法處理的結(jié)果，對(duì)分子的空間形象描述得直觀、清楚、容易理解，是常用的方法。第三節(jié)共價(jià)鍵理論一、處理有機(jī)化合物分子中共價(jià)鍵的兩種理論2．分子軌道理論（MO法，molecularorbitaltheory）

以“形成共價(jià)鍵的電子是分布在整個(gè)分子之中”的離域觀點(diǎn)為基礎(chǔ)處理分子中原子相互連結(jié)問(wèn)題的方法稱為分子軌道理論。這種方法對(duì)電子離域體系描述的更為切確。多用于處理具有電子明顯離域現(xiàn)象的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)，如芳環(huán)、1,3—丁二烯等共軛體系。2．分子軌道理論（MO法，molecularorbital二、價(jià)鍵理論

價(jià)鍵理論的三個(gè)要點(diǎn)：

1.

定域性成鍵的電子只處于化學(xué)鍵相連的原子之間

2.

飽和性

當(dāng)原子的未成鍵的一個(gè)電子與某原子的一個(gè)電子配對(duì)之后，就不能再與第三個(gè)電子配對(duì)了，這就是共價(jià)鍵的飽和性。二、價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論的三個(gè)要點(diǎn)：3.

方向性原子軌道有一定的方向性（s，p，d），與相連原子軌道重疊成鍵要滿足最大重疊條件。因此，一個(gè)原子與周圍原子形成共價(jià)鍵有一定的角度。

原子軌道重疊情況示意圖

3.

方向性原子軌道重疊情況示意圖成鍵方向?qū)Ψ肿咏Y(jié)構(gòu)的影響104.5°180°107.3°成鍵方向?qū)Ψ肿咏Y(jié)構(gòu)的影響104.5°C:1S22S22Px12Py1三、雜化軌道理論（hybridorbitaltheory）1931年，鮑林（PaulingL）提出原子軌道雜化理論?！?S2Px2Py2Pz

SP3

相互影響、相互混合

碳原子軌道的這種轉(zhuǎn)化過(guò)程成為碳原子的雜化。

C:1S22S22Px12Py1三、雜化軌道理論（hybr碳原子的雜化：(1).sp3

雜化：

這是用一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道進(jìn)行的雜化，故稱為sp3

雜化。這是用一個(gè)2s軌道和三個(gè)2p軌道進(jìn)行的雜化，故稱為sp3雜有機(jī)化學(xué)-課件與基態(tài)軌道相比，雜化軌道具有以下特點(diǎn)：

a).能量相等，成分相同（1/4s軌道和3/4p軌道）；

b).雜化軌道的電子云分布更集中，可使成鍵軌道間的重疊部分增大，成鍵能力增強(qiáng)；與基態(tài)軌道相比，雜化軌道具有以下特點(diǎn)：a).能量相等，成c).sp3

雜化軌道在空間盡量伸展，呈最穩(wěn)定正四面體型，軌道夾角109°28′。sp3

雜化又稱為正四面體雜化。

c).sp3雜化軌道在空間盡量伸展，呈最穩(wěn)定正四(2).sp2

雜化：由2s軌道和兩個(gè)2p軌道雜化，形成三個(gè)等同的sp2雜化軌道。另有一個(gè)2p軌道不參與雜化。特點(diǎn)：a).雜化軌道成分：1/3s軌道和2/3p軌道；b).成鍵能力較sp3雜化軌道弱，但較未雜化軌道強(qiáng)；c).雜化軌道呈平面三角形，夾角120°。未雜化2p軌道垂直于這一平面。(2).sp2雜化：由2s軌道和一個(gè)2p軌道雜化，形成兩個(gè)等同的sp雜化軌道。另有兩個(gè)2p軌道不參與雜化。

特點(diǎn)：

a).雜化軌道成分：1/2s軌道和1/2p軌道；

b).成鍵能力較sp2雜化軌道弱，但較未雜化軌道強(qiáng)；(3).sp雜化：

c).雜化軌道呈直線型，夾角180°。另兩個(gè)未雜化2p

軌道與這一直線兩兩垂直。

由2s軌道和一個(gè)2p軌道雜化，形成兩個(gè)等同的sp雜sp3、sp2、sp軌道的比較

sp3、sp2、sp雜化軌道的形狀相似，都是軸對(duì)稱。但其中S軌道成分不同，其能量和電負(fù)性都有差異，由它們形成的各種σ鍵的強(qiáng)度不同，含s成分多的軌道能量低，電負(fù)性大。sp3、sp2、sp軌道的比較

1932年，美國(guó)化學(xué)家MullikenRS和德國(guó)化學(xué)家HundF提出了一種新的共價(jià)鍵理論——分子軌道理論（molecularorbitaltheory），即MO法。該理論注意了分子的整體性，因此較好地說(shuō)明了多原子分子的結(jié)構(gòu)。四、分子軌道理論簡(jiǎn)介1932年，美國(guó)化學(xué)家MullikenRS和德國(guó)分子軌道理論的要點(diǎn)：1.原子在形成分子時(shí)，所有電子都有貢獻(xiàn)，分子中的電子不再?gòu)膶儆谀硞€(gè)原子，而是在整個(gè)分子空間范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在分子中電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可用相應(yīng)的分子軌道波函數(shù)ψ（稱為分子軌道）來(lái)描述。ψ1=φ1+φ2

ψ2=φ1-φ2

分子軌道理論的要點(diǎn)：1.原子在形成分子時(shí)，所有電子都有貢獻(xiàn)2.分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性組合（linearcombinationofatomicorbitals，LCAO）而得到。幾個(gè)原子軌道可組合成幾個(gè)分子軌道，其中有一半分子軌道分別由正負(fù)符號(hào)相同的兩個(gè)原子軌道疊加而成，兩核間電子的概率密度增大，其能量較原來(lái)的原子軌道能量低，有利于成鍵，稱為成鍵分子軌道（bondingmolecularorbital），如σ、π軌道；另一半分子軌道分別由正負(fù)符號(hào)不同的兩個(gè)原子軌道疊加而成，兩核間電子的概率密度很小，其能量較原來(lái)的原子軌道能量高,不利于成鍵,稱為反鍵分子軌道（antibondingmolecularorbital），如σ*、π*軌道。2.分子軌道可以由分子中原子軌道波函數(shù)的線性組合（linea分子軌道和原子軌道的主要區(qū)別在于：(1)在原子中，電子的運(yùn)動(dòng)只受1個(gè)原子核的作用，原子軌道是單核系統(tǒng)；而在分子中，電子則在所有原子核勢(shì)場(chǎng)作用下運(yùn)動(dòng)，分子軌道是多核系統(tǒng)。(2)原子軌道的名稱用s、p、d…符號(hào)表示，而分子軌道的名稱則相應(yīng)地用σ、π、δ…符號(hào)表示。分子軌道和原子軌道的主要區(qū)別在于：兩個(gè)分子軌道波函數(shù)的平方，即為分子軌道電子云密度分布：ψ1----成鍵軌道

ψ2----反鍵軌道

兩個(gè)分子軌道波函數(shù)的平方，即為分子軌道電子兩個(gè)氫原子的1s軌道進(jìn)行波向疊加時(shí)，一種情況是相位相同時(shí)進(jìn)行疊加，形成一個(gè)σ成鍵軌道。另一種情況是相位相反時(shí)相互削弱，形成有節(jié)點(diǎn)的反鍵軌道。成鍵軌道能量低，反鍵軌道能量高，因此來(lái)自兩個(gè)氫原子的兩個(gè)電子成對(duì)地進(jìn)入成鍵軌道。兩個(gè)氫原子的1s軌道進(jìn)行波向疊加時(shí)，一種情況氧原子的核外電子構(gòu)型為：1s22s22p4

兩個(gè)p原子軌道沿鍵軸方向重疊形成組成兩個(gè)σ鍵σ2p和σ2p*氧原子的核外電子構(gòu)型為：1s22s22p4

O2

分子軌道圖2p2p2s

2s2s*2s1s*1s

MO1s

1sAOAO*2*2*222

2分子軌道式(1s)2(*1s)2(2s)2(*2s)2()2()2

(

)2(

)1(

)1222

*2*2O2分子軌道圖

3.為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子軌道必須符合下述三條原則，也就是組成分子軌道三原則。（1）對(duì)稱性匹配原則只有對(duì)稱性匹配的原子軌道才能組合成分子軌道，這稱為對(duì)稱性匹配原則。原子軌道有s、p、d等各種類型，它們對(duì)于某些點(diǎn)、線、面等有著不同的空間對(duì)稱性。對(duì)稱性是否匹配，可根據(jù)兩個(gè)原子軌道的角度分布圖中波瓣的正、負(fù)號(hào)對(duì)于鍵軸（設(shè)為x軸）或?qū)τ诤I軸的某一平面的對(duì)稱性決定。原子軌道對(duì)稱性匹配成鍵3.為了有效地組合成分子軌道，要求成鍵的各原子軌道必須符合

符合對(duì)稱性匹配原則的幾種簡(jiǎn)單的原子軌道組合是，(對(duì)x軸)s-s、s-px、px-px組成σ分子軌道；（對(duì)xy平面）py-py、pz-pz組成π分子軌道。對(duì)稱性匹配的兩原子軌道組合成分子軌道時(shí)，因波瓣符號(hào)的異同，有兩種組合方式：波瓣符號(hào)相同（即＋＋重疊或－－重疊）的兩原子軌道組合成成鍵分子軌道；波瓣符號(hào)相反（即＋－重疊）的兩原子軌道組合成反鍵分子軌道。符合對(duì)稱性匹配原則的幾種簡(jiǎn)單的原子軌道組合是，(對(duì)x對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道示意圖對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道組合成分子軌道示意圖（2）能量近似原則

在對(duì)稱性匹配的原子軌道中，只有能量相近的原子軌道才能組合成有效的分子軌道，而且能量愈相近愈好，這稱為能量近似原則。（3）軌道最大重疊原則對(duì)稱性匹配的兩個(gè)原子軌道進(jìn)行線性組合時(shí)，其重疊程度愈大，則組合成的分子軌道的能量愈低，所形成的化學(xué)鍵愈牢固，這稱為軌道最大重疊原則。（2）能量近似原則

在對(duì)稱性匹配的原子軌道

電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能量最低原理和Hund規(guī)則。具體排布時(shí)，應(yīng)先知道分子軌道的能級(jí)順序。目前這個(gè)順序主要借助于分子光譜實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。電子在分子軌道中的排布也遵守Pauli不相容原理、能五、σ鍵和π鍵共價(jià)鍵具有方向性。按照成鍵的方向不同，分為σ鍵和π鍵。σ鍵和π鍵是兩類重要的共價(jià)鍵。1.σ鍵在甲烷分子中，存在四個(gè)等同的C-H鍵，碳原子采取sp3

雜化。取一個(gè)雜化軌道進(jìn)行分析

:五、σ鍵和π鍵共價(jià)鍵具有方向性。按照成鍵的方向不同，分這種沿著對(duì)稱軸的方向以“頭碰頭”的方式相互重疊形成的鍵叫做σ鍵。構(gòu)成σ鍵的電子稱為σ電子。一個(gè)σ鍵包括兩個(gè)σ電子。

甲烷分子中，四個(gè)σ鍵夾角為109°28′，分子構(gòu)型為正四面體型。

乙烷分子中，除σC-H外，還存在σC-C鍵（CH3-CH3）。

這種沿著對(duì)稱軸的方向以“頭碰頭”的方式相互重疊形成的σ鍵的成鍵特點(diǎn)：1).“頭碰頭”成鍵，電子云近似圓柱形分布；2).σ鍵可以旋轉(zhuǎn)；3).σ鍵較穩(wěn)定，存在于一切共價(jià)鍵中。因而，只含有σ鍵的化合物性質(zhì)是比較穩(wěn)定的（烷烴）。

2.π鍵在乙烯分子中，碳原子采取sp2雜化。另有一個(gè)p軌道不參與雜化，而形成另一類型的共價(jià)鍵π鍵。σ鍵的成鍵特點(diǎn)：未雜化的p軌道可以“肩并肩”平行重疊成鍵，形成π鍵。構(gòu)成π鍵的電子叫做π電子。

π鍵的成鍵特點(diǎn)：1).“肩并肩”成鍵；2).電子云重疊程度不及σ鍵，較活潑；3).π鍵必須與σ鍵共存；4).π鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。

因而，具有π鍵的化合物性質(zhì)較活潑（烯烴、炔烴等）。未雜化的p軌道可以“肩并肩”平行重疊成鍵，形成π鍵。π鍵的成鍵長(zhǎng)（bondlength）：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核之間的距離稱為鍵長(zhǎng)。鍵能（bondenergy）：由原子形成共價(jià)鍵所放出的能量，或共價(jià)鍵裂成兩個(gè)原子所吸收的能量。鍵角（bondangle）：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。（如：甲烷、乙烯、乙炔等等）。鍵的極性（bondpolarity）：鍵的極性以偶極矩表示。3.鍵參數(shù)--表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量統(tǒng)稱為鍵參數(shù)

鍵長(zhǎng)（bondlength）：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核之間的

(1)鍵長(zhǎng)成鍵原子的平衡核間距。以nm(