有機(jī)化學(xué)課件第1章緒論

《OrganicChemistryⅠ》

主講俞善輝副教授華東理工大學(xué)“青年教師授課風(fēng)采大賽”三十佳

教材：《有機(jī)化學(xué)》華東理工大學(xué)有機(jī)化學(xué)教研組編，高等教育出版社參考教材

《有機(jī)化學(xué)》（第二版）錢旭紅編，化學(xué)工業(yè)出版社

《大學(xué)基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》榮國(guó)斌化學(xué)工業(yè)出版社

《有機(jī)化學(xué)》徐壽昌，高等教育出版社

《有機(jī)化學(xué)》（第二版）惲魁宏主編，高教出版社

《基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)》（第二版）邢其毅主編，高教出版社

《有機(jī)化學(xué)》（第二版）胡宏紋主編，高教出版社

《AdvanceOrganicchemistry》JeryMarch一學(xué)期：<有機(jī)化學(xué)Ⅰ>：48學(xué)時(shí)（第1～8章(鹵))學(xué)分3二學(xué)期：<有機(jī)化學(xué)Ⅱ>：32學(xué)時(shí)（第9(醇)～14章）學(xué)分2

考試：筆試，閉卷專業(yè)：化工類等內(nèi)容簡(jiǎn)介：有機(jī)化學(xué)是化學(xué)學(xué)科的重要分支，它是研究有機(jī)化合物的組成、結(jié)構(gòu)、合成、物理性質(zhì)及有機(jī)化合物之間相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科，是化工類各專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，是一門理論和實(shí)踐性并重的課程。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生了解近代有機(jī)化學(xué)的基本理論，并具備必要的基本知識(shí)和一定的基本技能，為后繼課程和進(jìn)一步掌握新的科學(xué)技術(shù)打下必要的基礎(chǔ)。平時(shí)成績(jī)的組成要求1．平時(shí)成績(jī)組成（以100分記，適用于無期中考試）：

考勤30%+作業(yè)50%+小測(cè)驗(yàn)20%2．平時(shí)成績(jī)組成（以100分記，適用于有期中考試）：

考勤15%+作業(yè)25%+小測(cè)驗(yàn)10%+期中考試50%教務(wù)有明文規(guī)定：考勤或作業(yè)缺1/3，考前通知學(xué)生，可以取消考試資格。考勤標(biāo)準(zhǔn)（滿分為100時(shí)）：學(xué)生缺勤一次扣20分；學(xué)期《有機(jī)化學(xué)》課程總成績(jī)組成：平時(shí)30%+期終考試70%。

參加第一次人工合成胰島素的工作人員。

鈕經(jīng)義（1920-1995)生物化學(xué)家,江蘇興化人。1942年畢業(yè)于昆明西南聯(lián)合大學(xué)化學(xué)系。1953年獲美國(guó)德克薩斯大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位。中國(guó)科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所研究員。

?？舅兀≒alytoxin）---人工完成最復(fù)雜的目標(biāo)--海生軟珊瑚中分離出來的劇毒物質(zhì)，是毒性最大的天然有機(jī)化合物。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)：二.共價(jià)鍵理論與雜化軌道

所有有機(jī)化合物的特性都與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，是由其內(nèi)在因素——結(jié)構(gòu)所規(guī)定的。有機(jī)結(jié)構(gòu)理論(微觀理論)，是從無數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)中概括、抽象、系統(tǒng)化而形成，并成為解釋、理解這些事實(shí)，對(duì)未知進(jìn)行預(yù)測(cè)的主要依據(jù)。十九世紀(jì)末物理學(xué)方面的重大發(fā)現(xiàn)：從道爾頓到門捷列夫,化學(xué)家都相信“原子不可分”的古老觀點(diǎn)，認(rèn)為原子是化學(xué)大廈的基石。但是，這種信念被十九世紀(jì)末一個(gè)接一個(gè)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)打破了。這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)主要有X射線，放射性和電子。

十九世紀(jì)被稱之為原子的世紀(jì)，由于道爾頓的原子論的缺陷，再往前進(jìn)展已是很困難．二十世紀(jì)被稱之為電子的世紀(jì).分光鏡引導(dǎo)人們走向新的比原了更小的世界。隨著科學(xué)知識(shí)的積累，在世紀(jì)的交替之際，發(fā)生了“知識(shí)爆炸”。

首先是德國(guó)的倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線(1895年)，1901年，倫琴獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。之后，就導(dǎo)致法國(guó)的貝克勒爾(1896年)和居里夫婦(1898午)發(fā)現(xiàn)鈾元素和鐳元索的放射性。英國(guó)科學(xué)家J．湯姆遜發(fā)現(xiàn)的電子(1897年）暗示了原子內(nèi)部是含有電子的構(gòu)造。所有這些重大發(fā)現(xiàn)直接沖擊著道爾頓的原子論，使化學(xué)獲得新的重大突破。

伴隨物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)，化學(xué)與物理學(xué)同時(shí)進(jìn)入現(xiàn)代化學(xué)和現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期。

湯姆生關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)不久就引起了反響。兩千年來認(rèn)為原子不可再分的傳統(tǒng)觀念終于被否定了。因此，向原子內(nèi)部進(jìn)攻和“分裂原子”就成為世紀(jì)交替時(shí)期在科學(xué)領(lǐng)域中振奮人心的口號(hào)。

X射線、放射性與電子的發(fā)現(xiàn)，是人類對(duì)原子微觀結(jié)構(gòu)深入認(rèn)識(shí)的三個(gè)里程碑。這三個(gè)發(fā)現(xiàn)，打開了原子的大門，為建立物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)理論，奠定了基礎(chǔ)。介紹鮑林量子化學(xué)大師鮑林(Linuspauling)

鮑林是著名的量子化學(xué)家，他在化學(xué)的多個(gè)領(lǐng)域都有過重大貢獻(xiàn)。有很高的國(guó)際聲譽(yù)。

1901年2月18日，鮑林出生在美國(guó)俄勒岡州波特蘭市。幼年聰明好學(xué)，11歲認(rèn)識(shí)了心理學(xué)教授捷夫列斯，捷夫列斯有一所私人實(shí)驗(yàn)室，他曾給幼小的鮑林做過許多有意思的化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)，這使鮑林從小萌生了對(duì)化學(xué)的熱愛，這種熱愛使他走上了研究化學(xué)的道路。

1925年，鮑林以出色的成績(jī)獲得化學(xué)哲學(xué)博士。他系統(tǒng)地研究了化學(xué)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)三者的聯(lián)系，同時(shí)還從方法論上探討了決定論和隨機(jī)性的關(guān)系。他最感興趣的問題是物質(zhì)結(jié)構(gòu)，他認(rèn)為，人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入了解，將有助于人們對(duì)化學(xué)運(yùn)動(dòng)、的全面認(rèn)識(shí)。鮑林獲博士學(xué)位以后，于1926年2月去歐洲，在索未菲實(shí)驗(yàn)室里工作一年。然后又到玻爾實(shí)驗(yàn)室工作了半年，還到過薛定愕和德拜實(shí)驗(yàn)室。這些學(xué)術(shù)研究，使鮑林對(duì)量子力學(xué)有了極為深刻的了解，堅(jiān)定了他用量子力學(xué)方法解決化學(xué)鍵問題的信心。鮑林從讀研究生到去歐洲游學(xué)，所接觸的都是世界第一流的專家，直接面臨科學(xué)前沿問題，這對(duì)他后來取得學(xué)術(shù)成就是十分重要的。

鮑林在探索化學(xué)鍵理論時(shí)，遇到了甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)的解釋問題為了解釋甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)。說明碳原子四個(gè)鍵的等價(jià)性，鮑休在1928一1931年，提出了雜化軌道的理論。在有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論中，鮑林還提出過有名的“共振論”共振論直觀易懂，在化學(xué)教學(xué)中易被接受，所以受到歡迎，在本世紀(jì)40年代以前，這種理論產(chǎn)生了重要影響，但到60年代，在以蘇聯(lián)為代表的集權(quán)國(guó)家，化學(xué)家的心理也發(fā)生了扭曲和畸變，不知道“科學(xué)自由”為何物，對(duì)“共振論”采取了急風(fēng)暴雨般的大批判，給鮑林扣上了“唯心主義”的帽子。

在研究量子化學(xué)和其他化學(xué)理論時(shí)，創(chuàng)造性地提出了許多新的概念。例如，共價(jià)半徑、金屬半徑、電負(fù)性標(biāo)度等，這些概念的應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代化學(xué)、凝聚態(tài)物理的發(fā)展都有巨大意義。

1932年，鮑林預(yù)言，惰性氣體可以與其他元素化合生成化合物。惰性氣體原子最外層都被8個(gè)電子所填滿，形成穩(wěn)定的電子層按傳統(tǒng)理論不能再與其他原子化合。但鮑林的量子化學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)為，較重的惰性氣體原子，可能會(huì)與那些特別易接受電子的元素形成化合物，這一預(yù)言，在1962年被證實(shí)。

鮑林還把化學(xué)研究推向生物學(xué)，是分子生物學(xué)的奠基人之一，他花了很多時(shí)間研究生物大分子，特別是蛋自質(zhì)的分子結(jié)構(gòu),作為蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的一種重要形式，a-螺旋體，已在晶體衍射圖上得到證實(shí)，這一發(fā)現(xiàn)為蛋白質(zhì)空間構(gòu)像打下了理論基礎(chǔ)。這些研究成果，是鮑林1954年榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的項(xiàng)目,1954年以后，鮑林開始轉(zhuǎn)向大腦的結(jié)構(gòu)與功能的研究，提出了有關(guān)麻醉和精神病的分子學(xué)基礎(chǔ)。

鮑林堅(jiān)決反對(duì)把科技成果用于戰(zhàn)爭(zhēng)，特別反對(duì)核戰(zhàn)爭(zhēng)。他指出：“科學(xué)與和平是有聯(lián)系的，世界已被科學(xué)的發(fā)明大大改變了，特別是在最近一個(gè)世紀(jì)?，F(xiàn)在，我們?cè)鲞M(jìn)了知識(shí)，提供了消除貧困和饑餓的可能性，提供了顯著減少疾病造成的痛苦的可能性，提供了為人類利益有效地使用資源的可能性。”他認(rèn)為，核戰(zhàn)爭(zhēng)可能毀滅地球和人類，他號(hào)召科學(xué)家們致力于和平運(yùn)動(dòng)，鮑林傾注了很多時(shí)間和精力研究防止戰(zhàn)爭(zhēng)、保衛(wèi)和平的問題。他為和平事業(yè)所作的努力，遭到美國(guó)保守勢(shì)力的打擊，50年代初，美國(guó)奉行麥卡錫主義，曾對(duì)他進(jìn)行過嚴(yán)格的審查，懷疑他是美共分子，限制他出國(guó)講學(xué)，干涉他的人身自由。1954年，鮑林榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)以后，美國(guó)政府才被迫取消了對(duì)他的出國(guó)禁令

1955，鮑林和世界知名的大科學(xué)家愛因斯坦、羅素、約里奧·居里、玻恩等，簽署了一個(gè)宣言：呼吁科學(xué)家應(yīng)共同反對(duì)發(fā)展毀滅性武器，反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)，保衛(wèi)和平。1957年5月，鮑林起草了《科學(xué)家反對(duì)核實(shí)驗(yàn)宣言》，該宣言在兩周內(nèi)就有2000多名美國(guó)科學(xué)家簽名，在短短幾個(gè)月內(nèi)，就有49個(gè)國(guó)家的11000余名科學(xué)家簽名。1958年，鮑林把反核實(shí)驗(yàn)宣言交給了聯(lián)合國(guó)秘書長(zhǎng)哈馬舍爾德，向聯(lián)合國(guó)請(qǐng)?jiān)?。同年，他寫了《不要再有?zhàn)爭(zhēng)》一書，書中以豐富的資料，說明了核武器對(duì)人類的重大威脅。

1959年，鮑林和羅素等人在美國(guó)創(chuàng)辦了《一人少數(shù)》月刊，反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)，宣傳和平。同年8月，他參加了在日本廣島舉行的禁止原子彈氫彈大會(huì)。由于鮑林對(duì)和平事業(yè)的貢獻(xiàn)，他在1962年榮獲了諾貝爾和平獎(jiǎng)。他以《科學(xué)與和平》為題，發(fā)表了領(lǐng)獎(jiǎng)演說。是男子中第一個(gè)兩次獲獎(jiǎng)?wù)摺ＨN典型的雜化軌道：先進(jìn)的分子軌道理論分子軌道對(duì)稱守恒原理則是在長(zhǎng)期積累的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，由美國(guó)有機(jī)化學(xué)家伍德瓦德(19l7—1979年)和量子化學(xué)家霍夫曼(1937-)于1965年提出來的。常見共價(jià)鍵的平均鍵長(zhǎng)：

C—H0.110nmC—C0.154nm

C—N

0.147nm

C—O0.143nm

C—F

0.142nm

C—Cl0.178nm

C—Br0.191nmC—I0.213nmO—H0.097nm共振論是二十年代L．鮑林為解決有機(jī)化合物經(jīng)典結(jié)構(gòu)式的困難提出來的，而它的先行者可追溯到早期對(duì)互變異構(gòu)現(xiàn)象和共軛效應(yīng)的解釋。

二.共振式的穩(wěn)定性

如何判斷共振極限式的能量高低？下列因素導(dǎo)致共振極限式穩(wěn)定性減弱：

1具有不完全電子殼層的原子,任何情況下均為最不穩(wěn)定。

2負(fù)電荷不在電負(fù)性強(qiáng)的原子上或正電荷不在電負(fù)性最弱的原子上。

3有分離的正、負(fù)電荷,且相距愈遠(yuǎn)，愈不穩(wěn)定。

4結(jié)構(gòu)中鍵角和鍵長(zhǎng)變形較大。

很不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定結(jié)構(gòu)§1-10有機(jī)反應(yīng)的表示方式和符號(hào)應(yīng)用自學(xué)

化合物的基本性質(zhì)（反應(yīng)）與制備方法基本的有機(jī)合成方法及技巧有機(jī)反應(yīng)機(jī)理化