有機化學徐偉亮課件

有機化學48學時有機化學2023/1/5有機化學2

第一章緒論1.1有機化合物和有機化學1.2有機化合物的特性1.3分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式(掌握表示方法!)1.4共價鍵:1.4.1共價鍵的形成(價鍵理論;軌道雜化Csp3;分子軌道理論)1.4.2共價鍵的屬性(鍵長;鍵能;鍵角;鍵的極性和誘導效應I)1.4.3共價鍵的斷裂和有機反應的類型;1.5有機化合物的分類:1.5.1按碳架分類;1.5.2按官能團分類1.6有機化合物的研究程序1.7如何學好有機化學重點邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學2第一章緒論重點邑2023/1/5有機化學3

五.有機物研究程序、有機知識應用—創(chuàng)新意識、能力培養(yǎng)。第一章緒論

本章作為課程導言，其中心課題是討論以下三個層面、五大問題一.有機化合物和有機化學—了解有機物產(chǎn)生歷史和有機化學學科形成、發(fā)展以及重要作用和地位。二.有機分子結(jié)構(gòu)及表示方法三.共價鍵四.有機化合物的分類重要基本知識!邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學3五.有機物研究程序、有機知識2023/1/5有機化學41.1.1

有機化合物AntoineLavoisier(1743-1794):

(法國化學家）——“來自有生命機體的物質(zhì)稱為有機物?！?.1有機化合物和有機化學邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學41.1.1有機化合物1.12023/1/5有機化學5

1769年，從葡萄汁中得到了純的酒石酸；

1773年，從尿中得到了尿素；

1780年，從酸奶中得到了乳酸；

1805年，從鴉片中得到了嗎啡。

1806年，瑞典化學權威Berzelius提出了“生命力學說”——從有生命動植物體內(nèi)得到的化合物稱為有機化合物。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學51769年，從葡萄汁中得到了2023/1/5有機化學6

JakobBerzelius(1779-1848)邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學6JakobBerzeli2023/1/5有機化學7

生命論與早期的有機化學（1828年之前）有機化合物最早的有機化合物來自于動植物體（有機體）生命論(Vitalism)認為：有機化合物只能由有機體產(chǎn)生。無機化合物則存在于無生命的礦藏中，同時也可由有機體產(chǎn)生。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學7生命論與早期的有機化學（12023/1/5有機化學8

有機——“有生命的物質(zhì)”邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學8有機——“有生命的物質(zhì)”邑大2023/1/5有機化學9

ANIMALS邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學9ANIMALS邑大學五Wuy2023/1/5有機化學10

MICROBES邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學10MICROBES邑大學五W2023/1/5有機化學11

1828年，F(xiàn)riedrichW?hler(1800-1882)wasachemistryprofessorinG?ttingen.將氰酸銨的水溶液加熱得到了尿素。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學111828年，F(xiàn)riedri2023/1/5有機化學12

由氰酸銨（無機物）制得尿素（有機物）inorganicorganic邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學12由氰酸銨（無機物）制得尿素2023/1/5有機化學13

1845年，德國科學家H.Kolbe

（1816-1884）合成了醋酸；

邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學131845年，德國科學家H.2023/1/5有機化學141854年，MarcellinBerthelot

（1827-1907）Paris,France合成了油脂類物質(zhì)。2022/12/28有機化學141854年，Marcell2023/1/5有機化學15

有機化學（OrganicChemistry）

——研究有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的科學

有機化合物——

含碳的化合物HCNOFPSClBrISiB有機化合物中常見的元素邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學15有機化學（Organic2023/1/5有機化學16

有機化合物性質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律結(jié)構(gòu)與反應性之間的關系組成結(jié)構(gòu)有機化學的研究內(nèi)容：有機反應應用—有機合成邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學16有機化合物性質(zhì)性質(zhì)的變2023/1/5有機化學17

1.2有機化合物的特性1.3分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子(molecules):組成的原子按一定的排列順序相互影響、相互作用而結(jié)合的整體分子結(jié)構(gòu)(molecularstructures):

原子排列的順序和相互作用邑大學五WuyiUniversity共價鍵結(jié)合有機化合物數(shù)量龐大，異構(gòu)現(xiàn)象普遍易燃燒熔點較低難溶于水，易溶于有機溶劑反應速率一般較小2022/12/28有機化學171.2有機化合物的特性2023/1/5有機化學18

分子式(molecularformulas):表示組成分子的原子種類和數(shù)目C2H6OCH3CH2OHCH3OCH3乙醇二甲醚分子結(jié)構(gòu)式(molecularstructuralformulas):表示分子中原子連接的順序表示方式：鍵線式(bond-lineformulas):CH3CH2CH2CH3邑大學五WuyiUniversity短線式(dashformulas):縮簡式(condensedformulas):2022/12/28有機化學18分子式(molecula2023/1/5有機化學19

邑大學五WuyiUniversity

有機化合物結(jié)構(gòu)的常用表達方式Lewis電子式價鍵式縮寫式甲烷乙烯乙炔單鍵雙鍵叁鍵2022/12/28有機化學19邑大學五WuyiUniv2023/1/5有機化學20

氯甲烷乙醇丙酮Lewis電子式價鍵式縮寫式2022/12/28有機化學20氯甲烷乙醇丙酮Lewis2023/1/5有機化學21

1.4共價鍵(covalentbonds)：有機化合物中典型的化學鍵：共價鍵有機化合物的共同結(jié)構(gòu)特征：共價鍵結(jié)合邑大學五WuyiUniversity由兩個原子間共用一對電子產(chǎn)生的化學鍵。Keculé價鍵式惰性氣體構(gòu)型甲烷2022/12/28有機化學211.4共價鍵(cova2023/1/5有機化學22Kekulé,FriedrichAugust(1829-1896)德國波恩大學教授。2022/12/28有機化學22Kekulé,Fried2023/1/5有機化學23

1916:Lewis結(jié)構(gòu)式最外層電子：H:2電子；其它原子:8電子類似于氖的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。乙烯乙炔八隅體規(guī)則(octetrule)邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學231916:Lewis結(jié)構(gòu)2023/1/5有機化學24

GilbertN.Lewis（1875~1946），美國加利福尼亞大學伯克利分校教授。

2022/12/28有機化學24GilbertN.Lew2023/1/5有機化學25

邑大學五WuyiUniversity1.4.1共價鍵的形成-1916:Lewis電子配對(1)價鍵理論(valencebondtheory)是成鍵原子的原子軌道(電子云)相互交蓋的結(jié)果HH+氫原子s軌道HH=氫分子軌道交蓋2022/12/28有機化學25邑大學五WuyiUniv2023/1/5有機化學26

成鍵電子處于成鍵原子之間—定域觀點共價鍵的方向性—除s軌道外,其它從伸展方向交蓋共價鍵的飽和性—一個原子的每一個未成對電子只能形成一個共價鍵-故價鍵理論稱為電子配對法價鍵理論的局限性邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學26成鍵電子處于成鍵原子之間2023/1/5有機化學27

(2)雜化軌道理論(hybridorbitaltheory):LinusC．Pauling美國斯坦福大學教授(1901-1994)，1954年諾貝爾化學獎，1963年諾貝爾和平獎。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學27(2)雜化軌道理論(hy2023/1/5有機化學28

1s22s22px1

2py1

2pz0C在基態(tài)時的電子構(gòu)型：邑大學五WuyiUniversity(a)碳原子軌道的sp3雜化基態(tài)2p2s1s激發(fā)態(tài)2p2s1ssp3

雜化態(tài)1ssp3雜化雜化：混合后再重新分配能量相等電子躍遷解釋了有機化合物的結(jié)構(gòu)特征：C原子為4價!2022/12/28有機化學281s22s22px12023/1/5有機化學29

甲烷(CH4)的成鍵示意s鍵軸對稱方式交疊邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學29甲烷(CH4)的s鍵邑2023/1/5有機化學30

(b)sp2雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組

3個sp2軌道2pz平面型邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學30(b)sp2雜化2s2023/1/5有機化學31

乙烯(CH2=CH2)的成鍵示意p鍵側(cè)面交疊（電子云結(jié)合較松散）邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學31乙烯(CH2=CH2)的2023/1/5有機化學32

(c)sp雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組sp

2py

2pz直線型邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學32(c)sp雜化2s2023/1/5有機化學33

乙炔(CHCH)的成鍵示意:邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學33乙炔(CHCH)的成鍵示2023/1/5有機化學34

1.4.2共價鍵的特性

（1）鍵長（BondLength）分子中成鍵兩原子間的平均距離。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學341.4.2共價鍵的特性2023/1/5有機化學35

表1.1常見共價鍵的鍵長共價鍵鍵長/nm共價鍵鍵長/nm共價鍵鍵長/nmC-H0.109C=C0.134C=C0.120C-C0.154C=N0.128CN0.116C-N0.147C=O0.120H-N0.107C-O0.141H-O0.096C-F0.142C-Cl0.177C-Br0.191C-I0.213鍵長數(shù)據(jù)可通過分子光譜或單晶體X-射線衍射等實驗手段測得，還可用量子力學的近似方法，從已知熱力學數(shù)據(jù)算得。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學35表1.1常見共價鍵的鍵長2023/1/5有機化學36

（2）鍵角(bondangle)：兩個共價鍵之間的夾角稱之。鍵角數(shù)據(jù)也是通過分子光譜和X-射線衍射法確定的。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學36（2）鍵角(bondan2023/1/5有機化學37（3）鍵能(bondenergy)

形成共價鍵時體系釋放的能量，或斷裂共價鍵時體系吸收的能量。鍵能反映了共價鍵的強度，鍵能越大則鍵越牢固。氣態(tài)雙原子分子鍵能也是離解能；多原子分子鍵能與離解能不完全一致。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學37（3）鍵能(bondene2023/1/5有機化學38

表1.2一些共價鍵的鍵能共價鍵鍵能/kJ·mol-1共價鍵鍵能/kJ·mol-1CH4各C-H鍵Ed分別為:423;439;448；347.平均為414邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學38表1.2一些共價鍵的鍵2023/1/5有機化學39

（4）鍵的極性δ+δ-CH3→Cl非極性共價鍵（nonpolarbond）：當兩個相同原子形成共價鍵時，成鍵電子云是對稱分布于兩原子之間，這樣的鍵沒有極性，稱非極性共價鍵。極性共價鍵（polarizedcovalentbond）兩個不同的原子結(jié)合形成共價鍵時，成鍵電子云不完全對稱而呈現(xiàn)極性的共價鍵，稱極性共價鍵，如：邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學39（4）鍵的極性δ+2023/1/5有機化學40

常見共價鍵的偶極矩共價鍵u/10-30C.m共價鍵u/10-30C.m共價鍵u/10-30C.mH-C

1.33C-N0.73C=O7.67H-N4.34C-O2.47CN11.67H-O5.04C-S3.00H-S2.72C-F4.70H-Cl3.60C-Cl4.78H-Br2.60C-Br4.60H-I1.27C-I3.97極性共價鍵的電荷分布不均勻，正、負電中心不相重疊，就構(gòu)成了一個偶極，偶極的大小由偶極矩μ表示。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學40常見共價鍵的偶極矩共價鍵2023/1/5有機化學41電負性值相差越大，共價鍵的極性也越大。

物性:熔點、沸點、溶解度…※分子極性對都有影響

化性:化學反應性多原子分子的偶極矩——各鍵的偶極矩的向量和邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學41電負性值相差越大，共價鍵的極2023/1/5有機化學42

1.4.3共價鍵的斷裂和有機反應的類型

（1）均裂

斷裂時，組成該鍵的兩個原子各保留一個電子，自由基反應。A:B→A·＋B·（2）異裂

斷裂時，組成該鍵的一對電子完全轉(zhuǎn)移到一個原子上，離子型反應。A:B→A＋＋:B－A:B→:A－＋B＋邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學421.4.3共價鍵的斷裂2023/1/5有機化學43

（3）協(xié)同反應在反應過程中無明顯的分布的共價鍵均裂或異裂，而是通過一個環(huán)狀過渡態(tài)，舊鍵的斷裂和新鍵的生成同時完成。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學43（3）協(xié)同反應邑大學五Wu2023/1/5有機化學44

1.5有機化合物的分類

1.5.1按碳架分類

按碳架分類鏈形化合物環(huán)形化合物（脂肪族化合物）碳環(huán)化合物雜環(huán)化合物芳環(huán)化合物脂環(huán)化合物脂雜環(huán)化合物芳雜環(huán)化合物邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學441.5有機化合物的分類2023/1/5有機化學45

邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學45邑大學五WuyiUniv2023/1/5有機化學46

1.5.2按功能團分類邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學461.5.2按功能團分類邑2023/1/5有機化學47

1.6有機化合物的研究程序

邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學471.6有機化合物的研究2023/1/5有機化學481.7如何學好有機化學

課前預習聽課、記筆記整理、歸納、總結(jié)做習題（鞏固）——

非常重要！！討論及答疑學好有機化學的幾個重要環(huán)節(jié)切記：不要死記硬背不要臨時抱佛腳邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學481.7如何學好有機化學課2023/1/5有機化學49

反應物產(chǎn)物學習中應注意的幾個方面有機化合物的結(jié)構(gòu)與反應反應性質(zhì)結(jié)構(gòu)有機反應與反應機理有規(guī)律的反應特殊反應反應原理反應過程機理反應規(guī)律有機反應的應用——有機合成簡單化合物多步反應復雜分子?反應物如何步驟最少產(chǎn)率最好邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學49反應物產(chǎn)物學習中應注意的幾2023/1/5有機化學50

常見的有機產(chǎn)品邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學50常見的有機產(chǎn)品邑大學五Wu2023/1/5有機化學51

PLASTIC邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學51PLASTIC邑大學五Wu2023/1/5有機化學52

DRUGS邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學52DRUGS邑大學五Wuyi2023/1/5有機化學53

ORGANICCHEMICALINDUSTRY※石油化工乙烯產(chǎn)業(yè)衡量一個國家的有機化工產(chǎn)業(yè)水平！邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學53ORGANICCHEMI有機化學48學時有機化學2023/1/5有機化學55

第一章緒論1.1有機化合物和有機化學1.2有機化合物的特性1.3分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式(掌握表示方法!)1.4共價鍵:1.4.1共價鍵的形成(價鍵理論;軌道雜化Csp3;分子軌道理論)1.4.2共價鍵的屬性(鍵長;鍵能;鍵角;鍵的極性和誘導效應I)1.4.3共價鍵的斷裂和有機反應的類型;1.5有機化合物的分類:1.5.1按碳架分類;1.5.2按官能團分類1.6有機化合物的研究程序1.7如何學好有機化學重點邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學2第一章緒論重點邑2023/1/5有機化學56

五.有機物研究程序、有機知識應用—創(chuàng)新意識、能力培養(yǎng)。第一章緒論

本章作為課程導言，其中心課題是討論以下三個層面、五大問題一.有機化合物和有機化學—了解有機物產(chǎn)生歷史和有機化學學科形成、發(fā)展以及重要作用和地位。二.有機分子結(jié)構(gòu)及表示方法三.共價鍵四.有機化合物的分類重要基本知識!邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學3五.有機物研究程序、有機知識2023/1/5有機化學571.1.1

有機化合物AntoineLavoisier(1743-1794):

(法國化學家）——“來自有生命機體的物質(zhì)稱為有機物?！?.1有機化合物和有機化學邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學41.1.1有機化合物1.12023/1/5有機化學58

1769年，從葡萄汁中得到了純的酒石酸；

1773年，從尿中得到了尿素；

1780年，從酸奶中得到了乳酸；

1805年，從鴉片中得到了嗎啡。

1806年，瑞典化學權威Berzelius提出了“生命力學說”——從有生命動植物體內(nèi)得到的化合物稱為有機化合物。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學51769年，從葡萄汁中得到了2023/1/5有機化學59

JakobBerzelius(1779-1848)邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學6JakobBerzeli2023/1/5有機化學60

生命論與早期的有機化學（1828年之前）有機化合物最早的有機化合物來自于動植物體（有機體）生命論(Vitalism)認為：有機化合物只能由有機體產(chǎn)生。無機化合物則存在于無生命的礦藏中，同時也可由有機體產(chǎn)生。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學7生命論與早期的有機化學（12023/1/5有機化學61

有機——“有生命的物質(zhì)”邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學8有機——“有生命的物質(zhì)”邑大2023/1/5有機化學62

ANIMALS邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學9ANIMALS邑大學五Wuy2023/1/5有機化學63

MICROBES邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學10MICROBES邑大學五W2023/1/5有機化學64

1828年，F(xiàn)riedrichW?hler(1800-1882)wasachemistryprofessorinG?ttingen.將氰酸銨的水溶液加熱得到了尿素。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學111828年，F(xiàn)riedri2023/1/5有機化學65

由氰酸銨（無機物）制得尿素（有機物）inorganicorganic邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學12由氰酸銨（無機物）制得尿素2023/1/5有機化學66

1845年，德國科學家H.Kolbe

（1816-1884）合成了醋酸；

邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學131845年，德國科學家H.2023/1/5有機化學671854年，MarcellinBerthelot

（1827-1907）Paris,France合成了油脂類物質(zhì)。2022/12/28有機化學141854年，Marcell2023/1/5有機化學68

有機化學（OrganicChemistry）

——研究有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的科學

有機化合物——

含碳的化合物HCNOFPSClBrISiB有機化合物中常見的元素邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學15有機化學（Organic2023/1/5有機化學69

有機化合物性質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律結(jié)構(gòu)與反應性之間的關系組成結(jié)構(gòu)有機化學的研究內(nèi)容：有機反應應用—有機合成邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學16有機化合物性質(zhì)性質(zhì)的變2023/1/5有機化學70

1.2有機化合物的特性1.3分子結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)式分子(molecules):組成的原子按一定的排列順序相互影響、相互作用而結(jié)合的整體分子結(jié)構(gòu)(molecularstructures):

原子排列的順序和相互作用邑大學五WuyiUniversity共價鍵結(jié)合有機化合物數(shù)量龐大，異構(gòu)現(xiàn)象普遍易燃燒熔點較低難溶于水，易溶于有機溶劑反應速率一般較小2022/12/28有機化學171.2有機化合物的特性2023/1/5有機化學71

分子式(molecularformulas):表示組成分子的原子種類和數(shù)目C2H6OCH3CH2OHCH3OCH3乙醇二甲醚分子結(jié)構(gòu)式(molecularstructuralformulas):表示分子中原子連接的順序表示方式：鍵線式(bond-lineformulas):CH3CH2CH2CH3邑大學五WuyiUniversity短線式(dashformulas):縮簡式(condensedformulas):2022/12/28有機化學18分子式(molecula2023/1/5有機化學72

邑大學五WuyiUniversity

有機化合物結(jié)構(gòu)的常用表達方式Lewis電子式價鍵式縮寫式甲烷乙烯乙炔單鍵雙鍵叁鍵2022/12/28有機化學19邑大學五WuyiUniv2023/1/5有機化學73

氯甲烷乙醇丙酮Lewis電子式價鍵式縮寫式2022/12/28有機化學20氯甲烷乙醇丙酮Lewis2023/1/5有機化學74

1.4共價鍵(covalentbonds)：有機化合物中典型的化學鍵：共價鍵有機化合物的共同結(jié)構(gòu)特征：共價鍵結(jié)合邑大學五WuyiUniversity由兩個原子間共用一對電子產(chǎn)生的化學鍵。Keculé價鍵式惰性氣體構(gòu)型甲烷2022/12/28有機化學211.4共價鍵(cova2023/1/5有機化學75Kekulé,FriedrichAugust(1829-1896)德國波恩大學教授。2022/12/28有機化學22Kekulé,Fried2023/1/5有機化學76

1916:Lewis結(jié)構(gòu)式最外層電子：H:2電子；其它原子:8電子類似于氖的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。乙烯乙炔八隅體規(guī)則(octetrule)邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學231916:Lewis結(jié)構(gòu)2023/1/5有機化學77

GilbertN.Lewis（1875~1946），美國加利福尼亞大學伯克利分校教授。

2022/12/28有機化學24GilbertN.Lew2023/1/5有機化學78

邑大學五WuyiUniversity1.4.1共價鍵的形成-1916:Lewis電子配對(1)價鍵理論(valencebondtheory)是成鍵原子的原子軌道(電子云)相互交蓋的結(jié)果HH+氫原子s軌道HH=氫分子軌道交蓋2022/12/28有機化學25邑大學五WuyiUniv2023/1/5有機化學79

成鍵電子處于成鍵原子之間—定域觀點共價鍵的方向性—除s軌道外,其它從伸展方向交蓋共價鍵的飽和性—一個原子的每一個未成對電子只能形成一個共價鍵-故價鍵理論稱為電子配對法價鍵理論的局限性邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學26成鍵電子處于成鍵原子之間2023/1/5有機化學80

(2)雜化軌道理論(hybridorbitaltheory):LinusC．Pauling美國斯坦福大學教授(1901-1994)，1954年諾貝爾化學獎，1963年諾貝爾和平獎。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學27(2)雜化軌道理論(hy2023/1/5有機化學81

1s22s22px1

2py1

2pz0C在基態(tài)時的電子構(gòu)型：邑大學五WuyiUniversity(a)碳原子軌道的sp3雜化基態(tài)2p2s1s激發(fā)態(tài)2p2s1ssp3

雜化態(tài)1ssp3雜化雜化：混合后再重新分配能量相等電子躍遷解釋了有機化合物的結(jié)構(gòu)特征：C原子為4價!2022/12/28有機化學281s22s22px12023/1/5有機化學82

甲烷(CH4)的成鍵示意s鍵軸對稱方式交疊邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學29甲烷(CH4)的s鍵邑2023/1/5有機化學83

(b)sp2雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組

3個sp2軌道2pz平面型邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學30(b)sp2雜化2s2023/1/5有機化學84

乙烯(CH2=CH2)的成鍵示意p鍵側(cè)面交疊（電子云結(jié)合較松散）邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學31乙烯(CH2=CH2)的2023/1/5有機化學85

(c)sp雜化2s2px2py2pz2s2px2py2pz躍遷原子軌道重組sp

2py

2pz直線型邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學32(c)sp雜化2s2023/1/5有機化學86

乙炔(CHCH)的成鍵示意:邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學33乙炔(CHCH)的成鍵示2023/1/5有機化學87

1.4.2共價鍵的特性

（1）鍵長（BondLength）分子中成鍵兩原子間的平均距離。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學341.4.2共價鍵的特性2023/1/5有機化學88

表1.1常見共價鍵的鍵長共價鍵鍵長/nm共價鍵鍵長/nm共價鍵鍵長/nmC-H0.109C=C0.134C=C0.120C-C0.154C=N0.128CN0.116C-N0.147C=O0.120H-N0.107C-O0.141H-O0.096C-F0.142C-Cl0.177C-Br0.191C-I0.213鍵長數(shù)據(jù)可通過分子光譜或單晶體X-射線衍射等實驗手段測得，還可用量子力學的近似方法，從已知熱力學數(shù)據(jù)算得。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學35表1.1常見共價鍵的鍵長2023/1/5有機化學89

（2）鍵角(bondangle)：兩個共價鍵之間的夾角稱之。鍵角數(shù)據(jù)也是通過分子光譜和X-射線衍射法確定的。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學36（2）鍵角(bondan2023/1/5有機化學90（3）鍵能(bondenergy)

形成共價鍵時體系釋放的能量，或斷裂共價鍵時體系吸收的能量。鍵能反映了共價鍵的強度，鍵能越大則鍵越牢固。氣態(tài)雙原子分子鍵能也是離解能；多原子分子鍵能與離解能不完全一致。邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學37（3）鍵能(bondene2023/1/5有機化學91

表1.2一些共價鍵的鍵能共價鍵鍵能/kJ·mol-1共價鍵鍵能/kJ·mol-1CH4各C-H鍵Ed分別為:423;439;448；347.平均為414邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學38表1.2一些共價鍵的鍵2023/1/5有機化學92

（4）鍵的極性δ+δ-CH3→Cl非極性共價鍵（nonpolarbond）：當兩個相同原子形成共價鍵時，成鍵電子云是對稱分布于兩原子之間，這樣的鍵沒有極性，稱非極性共價鍵。極性共價鍵（polarizedcovalentbond）兩個不同的原子結(jié)合形成共價鍵時，成鍵電子云不完全對稱而呈現(xiàn)極性的共價鍵，稱極性共價鍵，如：邑大學五WuyiUniversity2022/12/28有機化學39（4）鍵的極性δ+2023/1/5有機化學93

常見共價鍵的偶極矩共價鍵u/10-30C.m共價鍵u/10-30C.m共價鍵u/10-30C.mH-C

1.33C-N0.73C=O7.67H-N4.34C-O2.47CN11.67H-O5.04C-S3.00H-S2.72C-F4.70H-Cl3.60C-Cl4.78H-Br2.60C-Br4.60H-I1.27C-I3.97極性共價鍵的電荷分布不均勻，正、負電中心不相重疊，就構(gòu)成了一個偶極，偶極的大小由偶極矩μ表示。邑大