§1-1有机化学的研究对象
有机化学的简介

有机化学的简介有机化学是研究有机物的组成、结构、性质、合成、反应和应用的学科。
有机物是指含有碳元素的化合物,其特点是复杂多样,广泛存在于自然界和人工合成中。
有机化学的研究对象包括有机化合物的结构和性质,以及它们的合成方法和化学反应。
有机化学的研究内容十分广泛,涵盖了许多领域。
其中,有机合成是有机化学的重要分支之一。
有机合成的目标是通过化学反应,将简单的有机分子合成为复杂的有机化合物,以满足人们对特定化合物的需求。
有机合成的方法包括各种化学反应,如加成反应、消除反应、取代反应等。
通过这些反应,化学家们可以合成出各种天然产物、医药物品、有机材料等。
有机化学还涉及到有机物的结构分析和性质研究。
结构分析主要通过各种仪器和技术手段,如质谱、红外光谱、核磁共振等,来确定有机物的结构。
而性质研究则探究有机物的物理性质、化学性质以及其与环境的相互作用。
这些研究对于了解有机物的特性和应用具有重要意义。
有机化学在生物学、药学、材料科学等领域中有着广泛的应用。
生物学中,有机化学的研究有助于揭示生物体内有机物的合成途径和代谢过程,为生物学研究提供重要的基础。
在药学领域,有机化合物被广泛应用于药物的研制和合成。
许多药物都是有机化合物,有机化学的进展为药物研发提供了有力的支持。
在材料科学领域,有机化学的研究可以合成出各种有机材料,如高分子材料、液晶材料等,这些材料具有广泛的应用前景。
有机化学是一门重要的化学学科,研究有机物的组成、结构、性质、合成和应用。
通过对有机物的研究,我们可以深入了解和掌握有机化合物的特性,为生物学、药学、材料科学等领域的发展提供有力的支持。
有机化学的研究不仅具有学术意义,还对人类社会的发展和进步起到了重要的推动作用。
有机化学和有机化合物(organic

第一章 绪 论Chapter 1 introduction第一节 有机化学和有机化合物(organic chemistry and organic compounds )一、有机化学的研究对象有机化学是化学学科的一个重要分支,它诞生于19世纪初期,迄今不足200年,但已成为与人类生活有着密切关系的一门学科。
有机化学的研究对象是有机化合物。
有机化合物大量存在于自然界,如粮、油、棉、麻、毛、丝、木材、糖、蛋白质、农药、塑料、染料、香料、医药、石油等大多数都是有机化合物。
1828年,德国化学家伍勒在研究氰酸盐的过程中,意外地发现了有机物尿素的生成。
这是世界上第一次在实验室的玻璃器皿中从无机物制得有机物。
有机化合物就是碳氢化合物及其衍生物..........,有机化学就是研究碳氢化合物及其衍生物的化..............学.。
在化学上,通常把含有碳氢两种元素的化合物称为烃。
因此,有机化合物就是烃及其衍....生物..,有机化学也就是研究烃及其衍生物........的化学。
二、有机化学与农业科学的关系有机化学既是学习农业科学的基础,又是进行农业科学研究的工具。
因此,只有掌握有机化学的基本理论、基本知识和基本操作技能,才能更好地学习农业科学技术和从事农业科学的研究。
三、有机化合物的特性有机化学作为一门独立的学科,其研究的对象有机化合物与无机化合物在性质上存在着一定的差异。
有机化合物一般具有如下特性。
1.易燃烧除少数例外,一般有机化合物都含有碳和氢两种元素,因此容易燃烧,生成二氧化碳和水,同时放出大量的热量。
大多数无机化合物,如酸、碱、盐、氧化物等都不能燃烧。
因而有时采用灼烧试验可以区别有机物和无机物。
2.熔、沸点低在室温下,绝大多数无机化合物都是高熔点的固体,而有机化合物通常为气体、液体或低熔点的固体。
例如,氯化钠和丙酮的相对分子质量相当,但二者的熔、沸点相差很大。
NaCl (氯化钠) CH 3COCH 3 (丙酮)相对分子质量 58.44 58.08熔点∕o C 801 -95.35沸点∕o C 1413 56.2大多数有机化合物的熔点一般在400 oC 以下,而且它们的熔、沸点随着相对分子质量AgOCN+NH4CNH4OCN+AgClNH4OCNNH2的增加而逐渐增加。
《有机化学》第二版全册教材完整课件

Organic Chem
University of Science and Technology of China
二、有机化学
何以成为一门独立的学科
地球上现在有103种元素 为什么将碳化物单独分开?
1.有机物数目特别多,且增加很快
1880年 1910 1940 1961
C-H
109
C-O
143 C=C 134
N-H 103
C-F
141 C=N 130
O-H
97
C-Cl 176 C=O 122
C-C
154 C-Br 194 C三C 120
C-N
147 C-I
214 C三N 116
Organic Chem
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CH
C + H D = 338.6 kJ/ mol
D = 414.9 kJ / mol
为什么如此众多?
-C-C-共价连接链、分支、环、双、叁 键… 每种不同的排列就是一种化合物(异 构)。
2.有机物有广泛、巨大的用途:
药物,香料,燃料,杀虫剂,杀菌剂, 洗涤剂…… 合成,塑料,橡胶,纤维,粘合剂,料… 有机化学——生物学和医学的基础。
Organic Chem
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有 机 化 学
有机化学
第一章 绪论
University of Science and Technology of China
University of Science and Technology of China
什么是有机化学

什么是有机化学有机化学是一门研究有机化合物的学科,有机化合物是指含有碳元素的化合物,除此之外,还可能包含氢、氧、氮、硫等元素。
有机化学在科学技术的发展中起着举足轻重的作用,它不仅涉及到基础科学理论的研究,还与我们的生活、健康、环境、能源等方面密切相关。
有机化学的研究对象主要包括以下几个方面:1.有机化合物的合成与制备:研究如何通过化学反应合成新的有机化合物,以及优化合成方法、提高产率等。
2.有机化合物的结构与性质:研究有机化合物的分子结构、物理性质、化学性质,以及它们与生物活性的关系。
3.有机反应机制:研究有机化合物在化学反应中的转化过程,包括反应途径、反应速率、反应动力学等。
4.有机化合物的分析与表征:研究如何利用各种分析方法(如光谱、色谱、核磁共振等)对有机化合物进行定性和定量分析,以及结构鉴定。
5.生物有机化学:研究生物体内有机化合物的组成、结构、功能及其在生物体内的代谢、生物合成等过程。
6.环境有机化学:研究有机化合物在环境中的分布、迁移、转化及其对环境和生物体的影响。
7.有机材料化学:研究有机化合物的材料性质,如聚合物、液晶、有机光电材料等,以及它们的制备和应用。
有机化学在科学技术的发展中具有重要意义,例如:1.药物化学:研究药物的合成、结构与活性关系,为新药的研发提供理论基础。
2.农业化学:研究农药、肥料等农业化学品的设计、合成与应用,以提高农作物产量和保障粮食安全。
3.材料科学:研究有机材料的设计、制备与应用,如聚合物材料、有机光电材料等。
4.能源化学:研究有机化合物在能源领域的应用,如生物燃料、太阳能电池等。
5.生物化学:研究生物体内有机化合物的生物合成、代谢等过程,揭示生命现象的本质。
6.环境科学:研究有机化合物在环境中的行为及其对环境质量的影响,为环境保护提供科学依据。
总之,有机化学作为一门基础学科,研究范围广泛,与应用领域紧密相连,对于推动科学技术的发展具有重要意义。
《有机化学》课程教学大纲

《有机化学》教学大纲适用专业:应用生物技术专业总学时:65课时(一)课程的性质及任务《有机化学》是高等农、林、牧等专业的一门重要基础课,是理论和实践并重的课程。
它主要研究有机化合物的组成、分类、结构和性质。
揭示有机化合物之间的相互联系及变化规律,其任务是使学生掌握各种有机化合物的结构和性质。
熟悉一些常见有机化合物的命名、鉴别、合成方法和用途,为今后《生物化学》的学习打下良好基础。
(二)教学基本要求本课程重点讲授各类烃的衍生物的分类和命名,结构和性质、合成和鉴别,烃的部分由于高中时已作较详细的介绍,可以略讲,碳水化合物蛋白质、核酸部分在生物化学中还要作详细的介绍,也可以略讲。
要求学生掌握各类烃的衍生物的命名、结构、官能团和性质,熟悉它们的合成和鉴别,了解它们之间的相互联系和用途。
实验部分要求学生掌握有机化学实验的基本操作方法和技能,熟悉有机化合物的合成实验、提取实验和性质实验,做到理论教学和实验相结合,增强学生的感性认识,巩固所学理论,提高实践技能。
(三)理论教学内容第一章绪论§1-1有机化学的研究对象§1-2共价键§1-3有机化合物分类第二章开链烃§2-1烷烃一、烷烃的同系列和同分异构体现象二、烷烃的命名三、烷烃的结构与构象四、烷烃的物理和化学性质§2-2烯烃一、乙烯的结构二、烯烃的命名和异构现象三、烯烃的物理性质、化学性质四、诱导效应与马氏规律的解释§2-3炔烃一、乙炔的结构二、炔烃的命名和异构现象三、炔烃的物性质、化学性质§2-4二烯烃一、二烯烃的分类和命名二、1,3—丁二烯的分子结构三、共轭体系与共轭效应四、1,3—丁二烯的化学性质教学目的要求:要求重点掌握烷烃、烯烃、炔烃的命名、结构和性质,熟悉有关的杂化轨道理论和同分异构体现象。
第三章环烃§3-1环烷烃一、环烷烃的分类和命名二、环烷烃的物理性质、化学性质三、环烷烃的稳定性和分子结构的关系四、环烷烃的顺序异构和环已烷的构象§3-2芳香烃一、芳香烃的分类和命名二、苯的分子结构三、单环芳烃的物理性质、化学性质四、苯环上亲电取代的定位规律五、稠环芳烃六、休克尔规则与非苯芳烃本章教学目的要求:了解各类环烃的分类和命名,掌握环烷烃、芳香烃的结构和性质,重点掌握苯环上的亲电取代反应规律。
有机化学研究对象

有机化学研究对象第⼀章绪论§1. 有机化学研究对象⼀、有机化合物和有机化学:有机化学——研究有机化合物的结构和性质的科学。
有机化学研究的对象是有机化合物(有机物)。
什么是有机物,我们从有机化学的发展史来看:18世纪后,葛纶(Gren )、⽩哲⾥(Barzelius )发现有机物都是从⽣物体中分离出来的。
他们定义有机物为凡有⽣命⼒、有⽣机的物质就为有机物。
这⾥含有⼀定的唯⼼成分,他们认为有机物不能⼈⼯合成。
同期拉⽡锡(Lavoisier )发现有机物都含有“C ”。
他定义:碳化合物就为有机物。
1828年.维勒(wohler )第⼀次⼈⼯合成了有机物。
NH 4CNONH 2NH 2C O D 氰酸铵(⽆机物)尿素(有机物)接下来⼈们⼜陆续合成了不少有机物。
像1845年柯⽋合成醋酸…… ,到了⼗九世纪中期,⽣命⼒之说彻底⽡体。
⼈们确信有机物是可以⼈⼯合成的。
从此也就确⽴了沿⽤⾄今的现代有机化合物概念。
含义⼆⽅⾯:有机化合物(有机物)——碳氢化合物以及碳氢化合物的衍⽣物。
1. 有机化合物是碳的化合物——1848年葛美林(Gmelin )。
2. 有机化合物是C ,H 化合物及其衍⽣物——1871年,肖莱马(Sehorlemmer )。
所以,有机化学就是研究有机化合物的化学。
是研究碳化合物的化学,也就是研究碳氢化合物及其衍⽣物的化学。
⼆. 有机化合物的特征:相对于⽆机化合物⽽⾔研究有机化合物的共性:1. 有机化合物的数⽬众多:(天然的,合成的)现在已知有机物⼏千万种以上,⽽且⼏乎每天都有新的化合物被合成或被发现。
这是由于有机物的中⼼元素“C ”;它在周期表中位置特殊,成键能⼒强;另外由于有机物另⼀⼤特点,同分异构现象。
2. 有机物易燃烧:3. 热稳定性低。
即mp 低,mp ⼀般不超过400℃。
和⽆机物不同。
原因:有机物为共价键,⽆机物为离⼦键。
4. 多数有机物不溶于⽔:5. 反应速度慢:需加热,催化。
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y
+
x
H(1S)
2020/10/11
2HCl
y x 重叠最大 x 部分重叠
x
二、分子轨道原理
从分子的整体出发研究分子中每个电子的运动状态
形成化学键——电子在整个分子中的运动(离域键)
分子轨道——由能量相近的原子轨道线性组合而成。
HA + HB
H2
φ1 - φ2 ψ2
+ HA HB φ1 φ2
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为什么如此众多?
-C-C-共价连接链、分支、环、双、叁 键… 每种不同的排列就是一种化合物(异 构)。
2.有机物有广泛、巨大的用途:
药物,香料,燃料,杀虫剂,杀菌剂, 洗涤剂…… 合成,塑料,橡胶,纤维,粘合剂,料… 有机化学——生物学和医学的基础。
2020/10/11
3.有机物与无机物性质上的差异:
N-H 103
C-F
141 C=N 130
O-H
97
C-Cl 176 C=O 122
C-C
154 C-Br 194 C三C 120
C-N
147 C-I
214 C三N 116
2020/10/11
同一类型的共价键键长在不同化合物中也有差别:
H3C CH3
153(pm)
H3C C CH 146(pm)
H3C
§3 、有机化合物的分类
开链化合物
CCC
CCC
根据碳架结构
碳环
(脂环) (芳环)
杂环——成环的原子除碳外还含有杂原子 氧、硫、氮等
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O
S
N
上述分类不能反映各类化合物的性质特征
反应性质主要由功能团决定 按功能团分类
有机化学的研究对象

有机化学的研究对象有机化学是研究有机物质的结构、性质、合成和反应的学科。
有机化学的研究对象主要集中在碳(C)元素为骨架的化合物上,包括碳与氢(H)、氮(N)、氧(O)、硫(S)、磷(P)等元素组成的化合物。
有机化学研究对象的广泛性使得这个领域成为许多学科的基础,如药物化学、材料科学、生物化学等。
下面将介绍有机化学研究的主要对象。
有机化合物是有机化学研究的主要对象之一、有机化合物可以通过碳和其他元素的共价键连接而成,具有多样的结构和性质。
这些化合物可以分为饱和化合物和不饱和化合物。
饱和化合物中的碳原子与四个不同的原子或原子团连接,如烷烃和环烷烃;而不饱和化合物中的碳原子与三个或两个原子或原子团连接,如烯烃和芳香化合物。
有机化合物还可以根据它们的功能基团的类型进一步分类,如醇、醚、酮、酸等。
有机化学研究的另一个重要对象是有机反应。
有机反应是有机化合物之间或有机化合物与其他化合物之间发生的化学变化,通常涉及键断裂和键形成。
有机反应可以通过改变它的结构和性质来合成新的有机化合物。
有机反应在有机合成中起着至关重要的作用,可以用于合成药物、材料和其他有机化合物。
有机反应可以根据它们所发生的方式和机理进行分类,如加成反应、消除反应、置换反应等。
此外,有机化学还涉及到有机催化剂的研究。
有机催化剂是一类能够在有机反应中促进反应进行的化合物或配合物。
有机催化剂可以提高反应速率、选择性和产率,并且通常能够在较温和的条件下进行反应。
有机催化剂的研究对于发展高效、环保的有机合成方法具有重要意义。
有机催化剂的结构和性质可以通过调节配体、中心金属以及反应条件等进行优化。
此外,有机化学还研究有机分析方法。
有机分析方法是指用来检测和确定有机化合物的种类和浓度的分析技术。
有机分析方法包括色谱法、质谱法、核磁共振、红外光谱等。
这些方法可以在实验室中精确地分离和鉴定有机化合物,并为有机化学研究提供重要的数据和信息。
总而言之,有机化学的研究对象主要包括有机化合物、有机反应、有机催化剂和有机分析方法等。
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第一章绪论§1-1有机化学的研究对象一、有机化合物和有机化学涵义矿物、无生命的物质——无机物有生命的机体中获得的物质——有机物1.有机化合物是指碳氢化合物及其衍生物。
2.有机化学是研究有机化合物的结构、性质及其变化的一门学科。
二、有机化学的产生和发展有机化学作为一门科学是在十九世纪产生的,但是有机化合物在生产和生活中的应用则由来已久。
我国在夏、商时代人们就会从植物中提取染料、香料、药物等,以及酿酒、制醋、制糖等以满足生活的需要,积累了比较丰富的实践经验,但由于生产力的落后,人类对有机物的认识仍然停留在初级阶段,还没有发展成为一门科学科。
十八世纪末,分离和提纯技术进展很快,人们开始从动植物体中提取一些较纯的有机物。
其中杰出的代表瑞典科学家舍勒,他先后分离和提纯了大量有机物:酒石酸(1769年)、草酸(1776年)、乳酸(1780年)等。
这些化合物有许多共同的性质,但与人们从矿物中得到的化合物相比有明显的区别。
在十九世纪初,曾认为这些化合物是在生命体内由生命力的影响而生成的,因而有别于从无生命的矿物中得到的化合物。
因此将从动植物体内得到的物质称为有机物,从无生命的矿物中得到的化合物称为无机物。
限于当时科学水平,便错误地认为有机物只能从动植物有机体中得到,无形中在无机物和有机物之间划了一条不可愈越的鸿沟。
这个唯心的“生命力”论曾阻碍过有机化学的发展,有机物需要靠神秘的“生命力”在活体内才能制造,决不能在实验室中用化学方法从无机物制备。
这种思想曾一度牢固地统治着有机化学界,使人们放弃了用人工合成有机物的想法。
1828年,德国化学家维勒,在实验室将无机物氰酸铵溶液蒸发得到有机物尿素。
NH 4OCNH 2N C O NH 2无机物合成有机物维勒的这一成果并没有立即得到同行们的承认,但人工合成尿素的成功,直接地冲击了“生命力”论,打破了有机物和无机物之间的绝对界限。
继维勒工作之后,更多的有机物被人工合成成功,开创了有机合成的道路。
1845年,德国的柯尔柏(H.Kolnbe)合成醋酸。
1854年,法国的柏塞罗(M.Bevthlot)合成了油脂。
事实证明了人工合成有机物是完全可能的,从而流行一时的“生命力”论,终于被击溃了。
恩格斯在《自然辩证法》导言中写道:“由于用无机的方法制造出过去一直只能在活的机体中产生的化合物,它就证明了化学定律对有机物和无机物同样适用,而且把康德还认为地无机界和有机界之间的永远不可逾越的鸿沟大部分填起来了。
”这样,有机化学进入了合成的时代。
随着有机合成的迅速发展,积累了大量的实验资料,人们愈来愈清楚地知道,在有机物与无机物之间并没有一个绝对的界限,它们遵循着共同的变化规律,但在组成上和性质上这两类物质的确存在着某些不同之处。
有机化学进入了合成时代后,发展很快,积累了很多有机物,为了深入研究有机化合物,就需要进行分子结构的研究。
1858年德国化学家凯库勒和英国化学家库帕提出有机化合物分子中碳原子是四价及碳原子之间相互连接成碳链的概念,成为有机化合物分子结构的,最原始和最基础的理论。
1861年布特列洛夫运用了碳四价的概念,首次提出了化学结构的概念。
认为结构是原子在分子中结合的序列,绝大多数有机物具有固定的结构,而结构规定了化合物的物理特征和反应行为。
1874年范特霍夫和勒贝尔建立分子的立体概念,说明了对映异构和顺反异构现象。
开创了从立体观点研究有机化学的立体化学。
这是经典的有机化学结构理论基本建立。
三、有机化合物的特点碳原子的价电子层1S22S22P2。
因此,有机物分子是共价键结合的。
这里说的是特点,是相对无机物比较而得到的一般特点,当然也有例外情况。
1.数量多,结构复杂。
(有机物普遍存在同分异构现象,目前已知的有机化合物的数目已达到二千多万种。
)2.可燃性:绝大多数有机物都是可燃的。
3.热稳定性差,熔、沸点较低。
有机物多以共价键结合,它的结构单元往往是分子,其分子间的作用力较弱。
因此有机物的熔点一般小于400℃,无机物的熔点一般较高。
4.难溶于水。
水的极性很强,而有机物一般为非极性或极性较弱的化合物,所以有机物多数都不溶于极性溶剂中。
(相似相溶原理)5.反应速度慢,产物较复杂。
常有副产物,副反应。
有机反应一般是非离子反应,速度较慢。
有机物分子比较复杂,能起反应的部位比较多。
因此反应时常产生复杂的混合物使主要的反应产物大大降低。
四、有机化学的重要性有机化学是一门基础理论课程,是有机化学工业的理论基础。
随着有机化学的发展,有机化学已延伸到国民经济的各个领域,成为和衣食住行密切相关的一门科学。
人们的衣、住、行和日常生活用品都离不开有机物,食物中的脂肪、蛋白质和碳水化合物,在本质上都是有机物。
医药中的大多数西药都是有机物。
日常用品中的塑料制品,合成纤维、羊毛和棉花,橡胶都离不开有机物。
§1-2 共价键的一些基本概念化学键离子键: 阴阳离子共价键: 共用电子对一、共价键的本质1.价键理论基本要点:(1)成键的两个原子都具有未成键电子,且自旋相反,就可配对,每一对电子成为一个共价键。
如果原子A和原子B均各有一个未成对电子,它们即可形成共价单键。
例HF,H的一个1S电子和F的一个2P电子,形成一个共价单键H-F。
如果原子各有两个或叁个未成对电子,那么它们可以形成双键或叁中N原子的三个2P轨道中有有一个未成对电子可以形成共键。
例N2价叁键。
He没有未成对电子,因此He原子接近时,不能形成共价键。
(2)共价键具有饱和性。
如果一个原子的未成对电子已经配对,它就不能再与第三个电子配对,这就是饱和性。
(3)共价键具有方向性。
电子云重叠程度越大,形成的键愈牢固。
因此要尽可能在电子云密度最大的地方重叠。
例:2.分子轨道理论分子轨道理论是从分子的整体出发去研究分子中每一个电子的运动状态,认为形成化学键的电子是在整个分子中运动的,通过薛定谔方程的解,可以求出描述分子的电子运动状态的波函数Ψ。
求解波函数Ψ是很困难的。
通常只能用近似方法,最常用的是原子轨道线性组合法得到。
缩写LCAO。
即把分子轨道看成是所属原子轨道的线性组合。
分子中电子的运动状态,即分子轨道,用波函数ψ来表示。
现以最简单的氢分子的形成过程为例,如果氢分子H A 原子的原子轨道ΨA 和H B 原子的原子轨道ΨB 线性组合成氢分子轨道,可近似表示如下:Ψ1= C 1ΨA +C 2ΨBΨ2= C 1ΨA -C 2ΨB上式中C 为参数。
图示:+Ψ1Ψ2反键轨道—成键轨道AΨBA BΨB能量Ψ2=ΨA ΨB Ψ1ΨA =ΨB +))_由图可见,两个电子从1S 轨道转入氢分子的分子轨道Ψ1时,体系的能量大大降低,这样,成键轨道Ψ1的能量低于氢原子的1S 态电子的能量。
相反,反键轨道Ψ2的能量则高于氢原子的1S 态电子的能量。
所以,氢原子形成氢分子时,一对自旋相反的电子进入能量低的成键轨道中,电子云主要集中于两个原子之间从而使H 2分子处于稳定的状态。
反键轨道恰好相反,电子云主要分布于两个原子核的外侧,有利于核的分离面不利于原子的结合。
所以,当电子进入反键轨道时,反键轨道的能量高于原子轨道,则体系不稳定,氢分子自动离解为两个氢原子。
成键轨道Ψ1中ΨA和ΨB符号相同,这两个位相相同的波函数相互作用的结果,使Ψ1电子几率密度增大,原子轨道重叠达到了最大的程度,形成了稳定的共价键。
而反键轨道Ψ2是两个位相不同的波函数相互作用,结果是有利于核的分离,而不利于原子的结合。
综上所述由原子轨道组成分子轨道时,必须符合三个条件:(1)对称匹配。
组成分子轨道的原子轨道的符号(即位相)必须相同,才能匹配组成分子轨道。
否则,就不能组成分子轨道。
(2)最大重叠。
原子轨道重叠的部分要最大时,才能使所形成的键最稳定。
(3)能量接近。
成键的原子轨道的能量相相近,能量差愈小愈好,这样才能够有效地组成分子轨道。
(注意,原子的内层电子在形成分子时不发生作用,仍在原来的轨道上。
)虽然分子轨道理论对共价键的描述更为确切,但由于价键理论的定域描述比较直观,易于理解,因此在有机化学中使用较多的还是价键理论。
只有在一些具有明显离域的体系中才用分子轨道理论。
二、共价键的参数共价键的重要性质表现于键长、键角、键能和偶极矩等物理量。
1.键长:形成共价键的两个成键原子核之间的距离。
形成共价键的两个原子之间存在着一定的吸引力和排斥力,使原子核之间保持一定的距离,这个距离叫键长。
单位可用nm或pm表示。
注意:同一类型的共价键的键长在不同的化合物中可能稍有差别。
因为构成的共价键的原子在分子中还是孤立的,而是相互影响的。
CH3 CH≡CH0.1530nm 0.1510nm 0.1456nm2.键角:指两个共价键之间的夹角。
键角反映了分子的空间结构。
注意:在不同的化合物分子中,由于相同的原子形成的键角也有差别,这是由于分子中各原子或基团相互影响的结果。
3.键能:当A和B两个原子(气态)结合生成A-B分子(气态)时放出的能量。
(单位:KJ/mol)也可以理解为A-B双原子(气态)分子共价键解离为原子(气态)时所需要的能量。
共价键的断裂,必须吸热,△H>0;形成共价键的时放热,△H<0。
注意:对于多原子分子的键能不同于键的解离能,中多原子分子共价键的键能是断裂分子中全部同类共价键所需解离能的平均值。
例如,甲烷中四个C-H的解离能是不一样的,其C-H键能是平均解离能。
4.偶极矩:指共价键的键矩,用来衡量键的极性。
键的极性影响整个分子的极性,分子的偶极矩是各键键矩的向量和。
键的极性与键合原子的电负性有关,一些元素电负性数值大的原子具有强的吸电子能力。
常见元素电负性为:H C N O F Si P S Cl Br I2.1 2.53.0 3.54.0 1.8 2.1 2.5 3.0 2.5 2.0 对于两个相同原子形成的共价键来说,可以认为成键电子云是均匀的分布在两核之间,这样的共价键没有极性,为非极性共价键。
例H-H 是非极性,键矩为0,其电子云均匀分布于两个原子之间。
但当两个不同原子形成共价键时,由于原子的电负性不同,成键电子云偏向电负性大的原子一边,这样一个原子带有部分正电荷。
电子云不完全对称而呈现极性共价键叫做极性共价键。
例:CH 3-Cl 电子云靠近其中电负性较大的氯原子。
因此,用带微量电荷表示。
这样的键角有一定键矩,是极性共价键。
注意:由极性键组成的分子不一定是极性分子。
分子的极性对熔点、沸点、溶解度等都有一定的影响。
三、共价键的断裂方式1.均裂:成键的一对电子平均分给两个原子或原子团。
2.异裂3.周环反应反应不受外界条件的影响,反应时共价键的断裂和生成,是经过多中心环状过渡态协同地进行。
A B B A +A B B A+C X +C C +X 碳正离子碳负离子+§1-3研究有机化合物的一般步骤一、分离、提纯二、纯度的检验三、实验式和分子式的确定四、结构式的确定1.化学方法官能团的化学反应2.物理方法分子式分子结构式分子结构包括分子的构造、构型和构象。