有機化學(xué)課件作業(yè)及課后題答案第1章緒論

10/17/20231邢其毅，《基礎(chǔ)有機化學(xué)》（第三版），上下冊，高等教育出版社。王積濤等，《有機化學(xué)》，南開大學(xué)出版社。徐壽昌，《有機化學(xué)》（第二版），高等教育出版社。邢其毅等，《基礎(chǔ)有機化學(xué)習(xí)題解答與解題示例》，高等教育出版社。劉在群，《有機化學(xué)學(xué)習(xí)筆記》，科學(xué)出版社。

主要參考書10/17/202321、課前大致預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)重點。2、學(xué)會聽課，每章內(nèi)容包括重點內(nèi)容、略講內(nèi)容和自學(xué)內(nèi)容，上課期間必須做筆記（可記書上）！。3、內(nèi)容的系統(tǒng)性：把握主線——結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。4、及時總結(jié)，按時完成作業(yè)！5、學(xué)習(xí)紀(jì)律：上課不允許遲到、早退、無故曠課（通過不定期考勤、提問）；課堂上保持安靜（允許隨時舉手提問問題）。

學(xué)好有機化學(xué)的關(guān)鍵是要走進有機化學(xué)，喜歡有機化學(xué)。

本課程學(xué)習(xí)要求10/17/20233平時成績占20%，期末考試占80%。無故曠課1/4學(xué)時，作業(yè)缺1/5次，將取消期末考試資格。平時成績包括（1）作業(yè)（5%）；（2）小論文（5%）；（3）考勤（10%）成績評定方法10/17/20234考試不過關(guān)的一些表現(xiàn)考試不過關(guān)的一些理由考試不過關(guān)的一些后果一些值得關(guān)注的現(xiàn)象沒聽懂；好好學(xué)了，但沒學(xué)懂；各級干部；文體活動，演出；雙修，對本專業(yè)的課程學(xué)習(xí)有所放松;等等不能畢業(yè)，沒有畢業(yè)證，影響以后考研，工作，公務(wù)員考試等等！家庭困難，影響取得獎學(xué)金!父母身體不好，擔(dān)心成績不好無法告訴他們！GPA低，影響出國！班風(fēng)，室風(fēng)…找門路；跪求；威脅;等等對化學(xué)沒有興趣5好好學(xué)習(xí)，天天學(xué)習(xí)！10/17/20236第一章緒論要求：1.明確有機化學(xué)、有機化合物的概念；2.了解有機化合物的特點；3.掌握共價鍵的基本概念及結(jié)構(gòu)理論（屬性、斷裂方式，雜化軌道理論）；4.了解有機化合物的分類和表示方法。10/17/20237§1.1有機化合物（P1）一、有機化學(xué)的涵義有機化學(xué)：研究有機化合物的制備、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其應(yīng)用的科學(xué)。有機化合物：烴和烴的衍生物。烴：CH化合物；衍生物：烴中H被（OSNSiPX等）元素取代后的物質(zhì)。

10/17/20238有機化合物與我們的生活息息相關(guān)10/17/20239“生命力”學(xué)說最早的有機化合物來自于動、植物體（有機體）無機化合物則存在于無生命的礦藏中。有機化合物只能從有機體產(chǎn)生，人是無法從無機化合物合成有機物的。二、有機化學(xué)簡史1806年，瑞典化學(xué)家柏則里烏斯(Berzelius)提出“有機化學(xué)”這一名詞和“生命力”學(xué)說。----至今200多年歷史有機化合物10/17/202310

由氰酸氨加熱轉(zhuǎn)變而來

NH4OCNNH2CONH21828年德國化學(xué)家維勒（F.W?hler）

我要告訴你，現(xiàn)在不經(jīng)動物，不經(jīng)腎臟就可以制成尿素！1828年，人工合成的第一個有機物------“生命力”學(xué)說破產(chǎn)維勒

“論尿素的合成”論文的發(fā)表成為化學(xué)史上的里程碑。10/17/2023111845年，Kolbe合成醋酸;1854年，柏賽羅合成油脂；1850－1900年，合成有機化學(xué)時代，煤焦油化學(xué)時代；1900－1940年，有機化學(xué)工業(yè)時代，煤焦油→染料、藥物、炸藥；1940年－，石油化工時代，石油→三大合成材料（橡膠、塑料、合成纖維）；1990年－至今，有機化學(xué)正處于富有活力的發(fā)展時期。有機化學(xué)的學(xué)術(shù)成就令人矚目，1901年到2002年頒發(fā)的化學(xué)諾貝爾獎中（其中有8屆未頒發(fā)），有72屆的內(nèi)容與有機化學(xué)有關(guān)。10/17/202312有機化學(xué)的發(fā)展趨勢和特點：1、與生命科學(xué)、材料科學(xué)及環(huán)境科學(xué)密切結(jié)合；2、選擇性反應(yīng)，尤其是不對稱合成，已成為有機化學(xué)的熱點和前沿領(lǐng)域；3、有機化學(xué)繼續(xù)在新藥和農(nóng)、醫(yī)用化學(xué)品以及分子電子材料的開發(fā)中起主導(dǎo)作用。10/17/2023131.組成元素種類少§1.2有機化合物的特點(P1)2.但數(shù)目繁多：（6000多萬種）碳鏈、碳環(huán)，單鍵、雙鍵或三鍵同分異構(gòu)現(xiàn)象----C20H42有366319個化合物易燃、易爆；熔、沸點低；難溶于水，易溶于有機溶劑；反應(yīng)速度慢，副反應(yīng)多。10/17/202314§1.3有機化合物的分類和表示方法(P3)碳骨架10/17/202315官能團名稱分類名＞C=C＜雙鍵烯烴—C≡C—三鍵炔烴-X（F，Cl，Br，I）鹵素鹵代物—OH羥基醇（脂肪族）或酚（芳香族）—O—醚鍵醚—CHO醛基醛＞C=O酮基酮—COOH羧基羧酸—SO3H磺基磺酸—NO2硝基硝基化合物—NH2氨基胺—CN氰基腈10/17/202316

有機化合物構(gòu)造式的表示方法(P12)Lewis結(jié)構(gòu)式縮簡式（常用）鍵線式（常用）構(gòu)造式:表示分子中原子間連接次序的化學(xué)式。Lewis電子式各種表示方法舉例：⑴10/17/202318（2）10/17/202319

價鍵理論發(fā)展:雜化軌道理論（重要）分子軌道理論（了解）

一、共價鍵理論要點:1、共價鍵的形成:可看成是原子軌道重疊或自旋相反的電子配對的結(jié)果。

條件：未成對電子，自旋相反原子軌道：電子云的形狀和疏密s,p,d,f(形狀、伸展方向）§1.4共價鍵的兩種理論（P5）10/17/202320

2、共價鍵具有飽和性：當(dāng)原子的一個未成鍵電子與其他原子的一個電子配對之后，就不能再與第三個電子配對。

價鍵數(shù)=單電子數(shù)。3、共價鍵具有方向性：原子軌道重疊程度大小決定共價鍵的牢固程度。因此，要盡可能在電子云密度最大的地方重疊。

能穩(wěn)定成鍵不能穩(wěn)定成鍵不能成鍵10/17/202321共價鍵理論無法解釋有機物如甲烷的結(jié)構(gòu)。碳原子的核外電子排布式：C:1s22s22px2py11or1s2s2p10/17/20232220世紀(jì)30年代由美國科學(xué)家Pauling提出?；疽c：i）元素的原子在成鍵時可變成激發(fā)態(tài)，能量相近的原子軌道可以重新組合成新的原子軌道，稱雜化軌道。ii）雜化軌道的數(shù)目等于參與雜化的原子軌道數(shù)目，并包含原子軌道的成分。iii）雜化軌道的方向性更強，成鍵能力增大。二.雜化軌道理論10/17/202323

碳原子的雜化分為三種類型：

sp3雜化、sp2雜化、sp雜化

烷烴烯烴炔烴2023/10/1724C雜化軌道不同雜化軌道示意圖4σ3σ，1π2σ，2π2023/10/1725不同雜化軌道空間伸展方向正四面體109.5°平面三角120°直線180°

沿兩個原子核間鍵軸方向發(fā)生電子云重疊而形成的軌道稱為σ軌道，生成的鍵稱為σ鍵（頭碰頭）σ鍵的形成:H-C鍵2023/10/1727甲烷分子的空間構(gòu)型2023/10/1728當(dāng)２個未雜化p軌道相互平行時，它們在側(cè)面最大程度重疊(肩并肩)，這樣就形成π鍵π鍵的形成2023/10/1729炔烴中π鍵的形成鍵角180°，直線型分子，柱型π鍵2023/10/1730三、共價鍵的鍵參數(shù)(P9)鍵長鍵角鍵能鍵矩

用于表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量稱鍵參數(shù)。通過鍵參數(shù)，可以預(yù)測分子的構(gòu)型，解釋分子的穩(wěn)定性和分子極性等性質(zhì)。2023/10/17311、鍵長（bondlength）以共價鍵結(jié)合的兩個原子核間的距離為鍵長。以nm(10-9m)表示。不同的共價鍵有不同的鍵長例如：C—C

鍵長0.154nm，

C—O鍵長0.143nm。一般地：鍵長越短，化學(xué)鍵越牢固，越不容易斷開。2023/10/1732相同的共價鍵，處于不同的化學(xué)環(huán)境時，鍵長也稍有差異：原因：碳的雜化狀態(tài)不同。和P軌道相比,S軌道上的電子更接近原子核.一個雜化軌道的S成分越多,則該軌道上的電子也愈接近原子核,受核吸引力越大,鍵長越短.2023/10/1733-----同一原子上兩個共價鍵之間的夾角。

鍵長和鍵角數(shù)據(jù)是通過分子光譜和X-射線衍射法確定的。2、鍵角(bondangle)：2023/10/17343、鍵能（bondenergy）:鍵的平均解離能：形成或斷裂一個共價鍵放出或消耗的能量，稱該鍵的解離能。雙原子分子，解離能與鍵能的數(shù)值相同，分子中多個同類型的鍵時，常用它們解離能的平均值來表示。三種不同雜化軌道形成的C-C鍵的鍵長與鍵強度2023/10/17364、鍵的極性和元素的電負性非極性共價鍵（nonpolarcovalentbond）：

當(dāng)兩個相同原子形成共價鍵時，它們擁有均等電荷,成鍵電子云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：2023/10/1737電負性:原子核對成鍵價電子吸引能力的相對大小。吸引能力越大，電負性越大；大小影響因素：1）原子核越??；2）具有的正電荷越多，對價電子的吸引也越強。

HCNOFBr2.22.53.03.54.02.9SiPSClI1.92.22.53.02.6某些元素的電負性(P11表1-4)兩原子間電負性相差越大，共價鍵的極性越大。2023/10/1738鍵的極性是由于成鍵原子的電負性不同而引起的，例如：成鍵原子電負性差大于1.7，形成離子鍵；成鍵原子電負性差為0.5－1.6，形成極性共價鍵。2023/10/1739偶極的大小由偶極矩

μ表示。

鍵的極性的度量

鍵的極性用偶極矩(鍵矩)來度量2023/10/17405、鍵極性與分子的極性

鍵的極性可引起分子的極性，鍵的極性用偶極矩(鍵矩)來度量，分子的偶極矩等于鍵的偶極矩的矢量和。

分子的極性影響化合物的沸點、熔點和溶解度等。

2023/10/1741※

范德華作用力VanDerWaalsForce※氫鍵

HydrogenBond§1.5有機化合物分子間的作用力(P16)

離子鍵、金屬鍵和共價鍵，這三大類型化學(xué)鍵都是原子間比較強的相互作用，鍵能約為30—150千卡·摩爾-1。除了這種原子間較強的作用之外，在分子之間還存在著一些較弱的相互作用，其結(jié)合能大約只有幾個千卡·摩爾-1。2023/10/1742

由于分子間偶極-偶極和偶極-誘導(dǎo)偶極的作用而產(chǎn)生的作用力。（因為范德華第一個提出這種相互作用，并把分子間作用常叫做范德華力）分子間的范德華力是決定物質(zhì)熔點、沸點、溶解度等物理化學(xué)性質(zhì)的一個重要因素。一、范德華力

2023/10/1743

與電負性大的原子A（F、O、N等）共價結(jié)合的氫，如與電負性大的原子B（與A相同的也可以）接近，在A與B之間以氫為媒介，生成A-H…B形的鍵。這種鍵稱為氫鍵。氫鍵的結(jié)合能是8—50KJ.mol-1。二、氫鍵HydrogenBond2023/10/1744§1.6有機化學(xué)中的酸