有机化学1
有机化学第一章绪论
脑白金（Melatonine)
MeO
CH2 CH2 NHAc N H
感冒药物
快克，康泰克，白加黑，康必得，速效感冒胶囊，泰诺 主要成份为对乙酰氨基酚
H N O
HO
CH3
对乙酰氨基酚
对乙酰氨基酚能抑制前列腺素的合成而产生解热作用
药物：
HO H
NO2
NO2
H NHCOCHCl 2 CH2OH
H Cl2CHCONH
(b) 碳原子的sp2杂化
(b) 碳原子的sp2杂化
120 120
府视图
(c) 碳原子的sp杂化
(b) 碳原子的sp杂化
(3) 分子轨道理论 (molecular orbital theory)
分子轨道(MO)：由原子轨道线性组合而成。 成键电子在整个分子轨道中运动。
+
+
节面
反键轨道
φ1
He Ne Ar Kr Xe
Cs
Fr
Ba
Ra
La
Ac
Hf
Rf
Ta
Db
W
Sg
Re
Bh
Os
Hs
Ir
Mt
Pt
Uun
Au
Uuu
Hg
Uub
Tl
Pb
Uuq
Bi
Po
At
Rn
Ce Th
Pr Pa
Nd U
Pm
Sm
Eu
Am
Gd
Cm
Tb Bk
Dy Cf
Ho Es
Er Fm
Tm Md
Yb No
Lu Lr
Np
Pu
有机物和无机物的区別
有机化学-1 第一章 绪论
C-H键键能 (423+439+448+347)/4=414 kj/mol 键键能=( 键键能
2003-2008年 2003-2008年
2009年至今 2009年至今
1999-2003年 年 化学(师范类) 化学(师范类) 2003-2008年 年 有机合成 2009年至今 2009年至今 有机化学
安徽师范大学 理学学士 中国农业大学 理学博士 中科院大连化物所 博士后
第一章 绪论
§ 1-1 有机化学的产生和发展 § 1-2 有机化合物的分类 §1-3 有机化合物结构式的表达方式 §1-4 现代共价键理论 §1-5 共价键的断裂和有机反应的类型
4,键的极性和极化性 ,
两个不同原子形成共价键时, 两个不同原子形成共价键时,将使键产生极性 不同原子形成共价键时
δ H δ Cl H C m H Cl C =3.57X10
-30
=3.57X10-30 C m Cl
极化性:键的极性大小取决于成键的两原子电负性 极化性:
的差值,与外界条件无关, 永久的性质 的差值,与外界条件无关,是永久的性质
H3C NH2 N O
O
硝羟硝
S OH 硝磺羧 O
§1-3 有机化合物结构式的表达方式
H H C H C H H C C H CH3CHCH2CH3 CH3
有机化学(1)
有机化学(1)绪论1 1828年德国化学家维勒通过加热下列哪种化合物的水溶液得到了尿素 A 、氯化铵 B 、氰酸铵 C 、溴化铵 D 、硫氢化铵正确答案： B 我的答案：B2 σ键可以独立存在，π键不能单独存在，π键只能与σ键共存。
正确答案：√ 我的答案：√3 π键的电子云比较分散，易受外电场的影响而发生极化。
正确答案：√ 我的答案：√4 对于双原子分子来说，键能与解离能是相等的。
正确答案：√ 我的答案：√5 对于共价化合物而言，键能与解离能是相等的。
正确答案：× 我的答案：×6 由极性共价键组成的分子一定是极性分子。
正确答案：× 我的答案：×7 共价键的均裂往往是在高温、光照或是催化剂的作用下产生的。
正确答案：√ 我的答案：√8 σ键是轴对称的，成键原子可绕键轴自由旋转。
正确答案：√ 我的答案：√9 σ键的电子云比较集中，不容易外电场的影响而发生流动（极难极化）。
正确答案：√ 我的答案：√10 共价键的饱和性是指一个原子的一个未成对电子与另一个原子的未成对电子配对成键后，就不能再和第三个电子配对了。
正确答案：√ 我的答案：√ 第二章第一节烷烃 1与4个碳原子相连的碳原子称为叔碳，又称4°碳原子。
正确答案：× 我的答案：× 2 新戊烷的沸点比正戊烷低。
正确答案：√ 我的答案：√ 3下列正丁烷的构象中，能量最低的是 A 、全重叠式 B 、邻位交叉式 C 、对位交叉式 D 、邻位重叠式正确答案： C 我的答案：C 4甲烷发生氯代反应的反应机理是 A 、亲电取代反应 B 、亲核取代反应 C 、自由基的链反应 D 、协同反应正确答案： C 我的答案：C 52,2,3-三甲基戊烷在光照条件下与溴反应的主要产物是A 、2,2,3-三甲基-1-溴戊烷B 、2,2,3-三甲基-3-溴戊烷C 、2,2,3-三甲基-4-溴戊烷D 、3,4,4-三甲基-1-溴戊烷 正确答案： B 6下列最稳定的自由基是 A 、三苯甲基自由基 B 、甲基自由基 C 、仲丁基自由基 D 、叔丁基自由基 正确答案： A 7用系统命名法命名 正确答案：2,4-二甲基-3-乙基戊烷 8在下列哪种条件下能发生甲烷氯化反应? A 、甲烷与氯气在室温下混合B 、将氯气用光照射后迅速与甲烷混合C 、将甲烷用光照射后迅速与氯气混合D 、甲烷与氯气均在黑暗中混合 正确答案： B 我的答案：B 9下列化合物中熔点最高的是 A 、正戊烷 B 、新戊烷 C 、异戊烷 D 、正丁烷正确答案： B 10庚烷的构造异构体有几种A 、6种B 、7种C 、8种D 、9种正确答案： D 我的答案：D第二章第二节烯烃 1下列化合物中存在顺反异构体的是A 、1-丁烯B 、2-丁烯C 、1,1-二氯-1-丙烯D 、2-甲基-1-丙烯 正确答案： B 22-戊烯经臭氧氧化，再用锌还原水解，可得哪些产物A 、丙酸B 、乙醛C 、乙酸D 、丙醛正确答案： BD 3乙烯与氢溴酸加成反应的机理是A、亲电加成反应B、亲核加成反应C、自由基链反应D、协同反应正确答案： A4丙烯在有过氧化物存在下与氢溴酸加成，生成的主要产物应符合以下哪个规则A、马氏规则B、反马氏规则C、霍夫曼规则D、札依采夫规则正确答案： B 我的答案：A5下列最稳定的碳正离子是A、正丁基碳正离子B、仲基碳正离子C、异丁基碳正离子D、叔丁基碳正离子正确答案： D6戊烯的异构体有几种（提示：包括构造异构和顺反异构）A、5种B、6种C、7种D、8种正确答案： B7下列烯烃与HBr发生加成反应，反应速率最快的是A、氯乙烯B、乙烯C、丙烯D、2-甲基丙烯正确答案： D82-丁烯被酸性高锰酸钾溶液氧化后的产物是A、乙酸B、乙醛C、乙醇D、乙醚正确答案： A 我的答案：A9丙烯与NBS在过氧化物的条件条件下会发生A、亲电加成反应B、自由基的链反应C、亲电取代反应D、亲核取代反应正确答案： B 我的答案：B10烯烃催化氢化反应中常用的催化剂有哪些A、PtB、AuC、NiD、Pd正确答案： ACD 我的答案：ACD第二章第三节炔烃1由于炔烃比烯烃多一个π键，所以炔烃与卤素进行亲电加成时比烯烃容易。
有机化学 第1章 绪论
第一章 绪 论
【本章重点】
共价键的形成及共价键的属性、诱导效应。 【必须掌握的内容】 1. 有机化合物及有机化学。 2. 有机化合物构造式的表示方法。 3. 共价键的形成——价键法（sp3、sp2 sp杂化、σ键与π 键）和分子轨道法。 4. 共价键的基本属性及诱导效应。 5. 共价键的断键方式及有机反应中间体。 6. 有机化合物的酸碱概念。
2Cl·
△H = +242kJ / mol (
双原子分子键能也就是键的离解能；多原子分子 同类型共价键的键能，是各个键离解能的平均值。
如： CH4 +435.1 ·CH +443.5 ·CH2 +443.5 ·CH +338.9 而CH
4 3
离解能△H（kJ / mol） ·CH3 + H· ·CH2 ·CH ·C ·C + H· + H· +物通过蒸馏、结晶、吸附、
萃取、升华等操作孤立出单一纯净的有机物。
[结构] 对分离出的有机物进行化学和物理行为的了解
，阐明 其结构和特性。
[反应和合成] 从某一有机化合物(原料)经过一系列反
应转化成一已知的或新的有机化合物(产物)。
§有机化合物的特点
有机化合物的特点通常可用五个字概括： “多、燃、低、难、慢”。
△H = （435.1 + 443.5 + 443.5 + 338.9）= 1661 kJ / mol 故甲烷C-H 键的键能为：1661 / 4 = 415.3 kJ / mol 键能是指破坏或形成某一个共价键所需的平均能量。 一般来说，有机分子的键能越小，键就越活泼；键能越 大，键就比较稳定。
4. 键的极性与偶极矩 由两个电负性不同的原子组成共价键时，由 于成键的两个原子对价电子的吸引力不同，使成 键电子云在两个原子间的分布不对称，造成共价 键的正负电荷中心不重合形成极性键。
《有机化学》第一章 绪论
Sp3杂化
2P
2S 6C
2P 跃迁 2S
杂化
Sp3杂化轨道
Sp2杂化
2P 2S 6C
2P 跃迁 2S
杂化
Sp2杂化轨道
Sp2和sp3杂化轨道的形状大体相似，只是由于s成分的 逐渐增多，形状较胖，电负性较大。
Sp杂化
2P 2S 6C
2P 跃迁 2S
杂化
Sp杂化轨道
判断杂化类型的方法（第2和3章重点讲）
第一节 有机化学（Organic chemistry)发展概况
Organic一词的意思是有机的、有生命的 ， 因此，有机化合物的最初定义是指来源于 动、植物体的物质 。
甘蔗------制取蔗糖； 大米或果汁----酿制酒精 植物油和草木灰共融--------制成肥皂 米醋------乙酸等称为有机物，形成“生命力论”
共价键 C--C C＝C C—O C—N C--Br
键能 347．3 611 359．8 305. 4 284．5
3、键角(bond angle) 有机分子中二个共价键之间的夹角，称为键角。
4、键的极性和分子的极性
当两个相同的原子或原子团形成共价键时，由 于其电负性相同，因此成键电子云对称地分布 在两个原子周围，分子的正、负电荷中心重合， 这种键称为非极性共价键。
=dq 偶极矩的单位为德拜（Debye, Debye.Peter 荷兰物理学家), 简写为D。1D=10-8cm 10-10静电单位。
双原子分子的极性就是其键的极性，多原子分子 的极性是各个价键极性的矢量和。偶极矩是矢量,方向 从正电荷中心指向负电荷中心,可书写如下：
δ＋
H
－
Cl
偶极矩 u=q•d
由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万 肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时 抢救了许多的伤病员。青霉素的出现，当时曾轰 动世界。为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、 钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生 理学奖。
《有机化学》第1章_绪论(高职高专 )
1.1 有机化合物和有机化学
一.有机化学(Organic Chemistry)的发展
① 1806年,Berzelius首先提出“有机化学” 概念；无机化学. ② 生命力学说：有机化合物只能来源于有机体（organic) 。 ③ 1828年, F.Wöhler从无机物氰酸铵人工合成了有机物尿素,突 破生命力学说约束,促进有机化学发展并成为一门单独学科。
特殊的共价键组成决定了上述特点。
石墨的晶体结构(sp2)
Graphite
金刚石的晶体结构(sp3)
足球烯erical
有机化合物结构上存在同分异构现象：
一.同分异构现象 分子式相同而结构相异因而其性质也各异的不同 化合物,称为同分异构体,这种现象叫同分异构现象。
A:B A·+ B·
例如：
Cl : Cl (光照) Cl·+ Cl· CH4 + Cl · CH3 ·+ H : Cl
例如: 乙醇和二甲醚(官能团异构）
CH3CH2OH CH3OCH3
CH3 CH3CHCH3
丁烷和异丁烷（碳链异构）
CH3CH2CH2CH3
原子数目和种类越多,同分异构体数越多.
碳架异构 构造异构 同分异构 立体异构 构型异构 位置异构
（丁烷与异丁烷） （1-丁烯与2-丁烯）
官能团异构 （二甲醚与乙醇） 构象异构
(2)键角(方向性)：任何一个两价以上的原子,与其它原 子所形成的两个共价键之间的夹角. (3)键能 ：气态原子A和气态原子B结合成气态A-B分子 所放出的能量,也就是气态分子A-B离解成A和B两个 原子(气态)时所吸收的能量.
(泛指多原子分子中几个同类型键的离解能的平均值).
◆离解能：某个共价键离解所需能量.
有机化学-1(绪论)
分子轨道的饱和性和方向性
• 通过分子轨道形成共价键时， 同样有饱和性和方向性。 • 当碳原子的2px轨道和氢原 子的1s轨道形成C-H键时， 在保证两个原子核尽可能远 离的同时，1s轨道只有沿 着x轴的方向才能与2px轨 道产生最大程度的重叠 。 从图可以看出，达到同样的 重叠程度，两原子核间的距 离a明显大于b。
第二节 有机化合物的结构
共价键理论
• 1857年凯库勒和库帕分别独立地指出有机化合物中的碳原子都 是四价的，而且互相结合成碳链，这一理论成为有机化学结构的 基本理论。 • 1861年布特列洛夫提出化学结构的观点：指出分子中各原子以 一定的化学力按照一定次序结合，这种按照一定次序的结合叫做 结构，结构决定了它的性质。 • 有机化合物是含碳化合物，碳原子最显著的特点是以共价键与其 他原子结合，并且大多数有机化合物由碳、氢、氧、氮等元素构 成，这些元素都是非金属。非金属元素在形成化学键时，也主要 是以共价键结合。构成有机化合物的化学键最主要的是共价键， 因此，研究有机化合物的结构首先必须要研究共价键。
• 关于共价键的解释，有价键理论和分子轨道理论。
价键理论
• 电子配对法（价键法，VB）：共价键的形成是由于成 键的两个原子都具有未成键的电子，且自旋方向相反， 自旋相反的成单电子相互接近时，可以相互配对形成稳 定的化学键。这种自旋相反的两个电子相互配对构成的 化学键叫做共价键。 • 基本要点：自旋相反的成单电子相互接近时，核间电子 云密度较大，可形成稳定的化学键；共价键有饱和性， 一个原子有几个未成对电子苄可以和几个自旋相反的电 子配对成键；共价键有方向性，共价键尽可能沿着原子 轨道最大重叠的方向形成，最大重叠原理。为了产生最 大重叠，碳原子通常发生杂化。 • 碳原子的2s, 2p轨道上的四个外层电子在形成有机化合 物时，激发状态下，相互补偿，发生杂化。 • 杂化轨道的产生：电子云重叠最多；成键电子云与其它 电子云重叠最少；成键原子间的相互排斥作用最小。
有机化学1
N O 苯 并呋 喃 S 苯并 噻唑
§13―2 结构与芳香性 一、杂环化合物为什么具有芳香性？ 杂环化合物为什么具有芳香性？
C C N C H
C C C O C
N H
C
O
π6 5
富电 子体 系
未参与共轭
7
五元杂环化合物具有芳香性的另一个标志就是环上的 氢受离域电子环流的影响， 氢受离域电子环流的影响，其核磁共振信号都出现在低场 由于受杂原子吸电子诱导效应的影响， 区。α- H 由于受杂原子吸电子诱导效应的影响，其δ值 值 较大。 较大。
3
等杂原子的环状化合物，统称为杂环化合物。 等杂原子的环状化合物，统称为杂环化合物。
非芳香性杂环化合物, 如： 杂环化合物 芳香性杂环化合物 O 、 N H 、 内酯、环状酸酐等。
本章讨论的就是那些环为平面型，环内π电子数符合 本章讨论的就是那些环为平面型，环内 电子数符合 4n+2规则，具有一定芳香性的芳杂环化合物。 规则，具有一定芳香性的芳杂环化合物。 规则 杂环化合物的分类： 杂环化合物的分类：
S N H O
11
N
§13―3 五元杂环化合物的化学性质 一、亲电取代反应
X2/ 低温 X2=Cl2、Br2 CH3COONO2 。 -5 ~ -30 C
Z Z
X NO2 H N
+
Z
Z 、 、 = ( NH、O、S )
N+ SO3
-
HCl
ClCH2CH2Cl (CH3CO)2O SnCl4
SO3 Z ( Z = NH、O ) 章重点】 本章重点】 呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的结构与化学性质。 呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的结构与化学性质。 【必须掌握的内容】 必须掌握的内容】 1. 杂环化合物的命名方法。 杂环化合物的命名方法。 2. 呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的结构与芳香性。 呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的结构与芳香性。 3. 呋喃、吡咯、噻吩和吡啶的化学性质 呋喃、吡咯、 §13―1 概 述 杂环化合物的涵义： §13-1-1 杂环化合物的涵义： 成环原子除碳以外，还有其它如 、 、 、 成环原子除碳以外，还有其它如O、N、S、P
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有机化学1 智学堂教育备课组
一、同分异构体
1．在C 4H 11N 中，N 原子以三个单键与其他原子相连接，它具有的同分异构体数目为
A.5
B.6
C.7
D.8
2．2001年9月1日将执行国家食品卫生标准规定，酱油中3一氯丙醇含量不得超过1ppm 。
氯丙醇（化学式为C 3H 7OCl ）属于醇的同分异构体一共有_______种
3．分子式为C 4H 10的一氯取代有_______种；化学式为C 8H 18的烷烃中，含有3个甲基的同分异构体的数目是_______。
4．苯的2氯取代有3种，则其4氯取代有_______种。
5．等物质的量的
与Br 2起加成反应，生成的产物可能是(
)
6．某烃的分子式为C 9H 12，不能使溴水褪色，但可使酸性
KMnO 4溶液褪色，则此烃的同分异构体有_______种。
二、官能团的性质和有机反应类型
7．下列5个有机化合物中，能够发生酯化、加成和消去3种反应的是_____
① CH 2 CHCH 2COOH ② CH 2 CHCOOCH 3 ③ CH 2 CHCH 2CH 2OH ④ CH 3CH 2CH 2OH ⑤ CH 3CHCH 2CHO ∣ OH
8．下列各化合物中，能发生酯化、还原、加成、消去四种反应的是 A. CH 3CH(OH)CH 2CHO B. CH 3CH(OH)CH(OH)CH 3 C. CH 3CH=CHCHO D. CH 2(OH)COCH 2CHO 9．下列在一定条件下进行的反应属于水解反应的是
① C 12H 22O 11（麦芽糖）+ H 2O → 2C 6H 12O 6 ②CH 2=CH 2 + H 2O = CH 3CH 2OH ③ CH 3CH 2Cl + H 2O → CH 3CH 2OH + HCl ④NH 3·H 2O NH 4+ + OH - ⑤ CH 3CH 2ONa + H 2O → CH 3CH 2OH + NaOH ⑥CaC 2 + 2H 2O → Ca(OH)2 + C 2H 2↑ A ．②④ B ．①②⑤ C ．③④⑥ D ．①③⑤⑥
10．苏丹红是很多国家禁止用于食品生产的合成色素。
结构简式如右图。
关于苏丹红说法错误的是（ ）
A ．能与溴水反应
B ．可看作酚类
C ．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D ．能溶于水
11．胡椒酚是植物挥发油中的一种成分。
关于胡椒酚的下列说法： ①该化合物属于芳香烃；②分子中至少有12个原子处于同一平面； ③它的部分同分异构体能发生银镜反应；④1mol 该化合物最多可
与
3molBr 2发生反应；⑤分子中最多可以有9个碳原子处于同一平面； ⑥分子中最多有19个原子处于同一平面。
其中正确的是________ 12．茉莉醛具有浓郁的茉莉花香，其结构简式如下图所示： 关于茉莉醛的下列叙述错误的是
—N=N —
OH
|
CH
3 |
—CH 3
A ．在加热和催化剂作用下，能被氢气还原
B ．能使溴水褪色
C ．在一定条件下能与溴发生取代反应
D ．遇浓溴水会产生白色沉淀
13．莽草酸是一种合成治疗禽流感药物达菲的原料，鞣酸存在于苹果、生石榴等植物中。
下列关于这两种有机化合物的说法不正确的是
A ．两种酸都能与溴水反应
B ．两种酸遇三氯化铁溶液都显色
C ．鞣酸分子与莽草酸分子相比多了两个碳碳双键
D ．等物质的量的两种酸与足量金属钠反应产生氢气的量相同
14．白藜芦醇广泛存在于食物（例如桑椹、花生、尤其是葡萄）中，它可能具
有搞癌性。
能够跟1摩尔该化合物起反应的Br 2或H 2的最大用量分别是
A ．1摩尔 1摩尔
B ．3.5摩尔 7摩尔
C ．3.5摩尔 6摩尔
D ．6摩尔 7摩尔 15．可用于鉴别以下三种化合物的一组试剂是
COOH
CH 3
C O
O
OH
OCH 3
CH 2CH CH 2
CH CH
COOH
乙酰水杨酸 丁香酚 肉桂酸 ① 银氨溶液 ② 溴的四氯化碳溶液 ③ 氯化铁溶液 ④ 氢氧化钠溶液 A.②与③ B.③与④ C.①与④ D.①与②
三、其它
16．下列分子中的14个碳原子不可能处在同一平面上的是 （ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
17．下列烷烃的名称正确的是
A ．2,2,3,3－四甲基丁烷
B ．1－甲基戊烷
C ．2－甲基－2－乙基己烷
D ．2,2,3－三甲基戊烷
18．0.1mol 某烃X 在0.3mol 氧气中完全燃烧后生成4.48LCO 2(标况)，推测X 是 A ．CH 4 B ．C 2H 4 C ．C 2H 6 D ．C 3H 4 19．下列说法正确的是（ ）
A ．某有机物燃烧只生成CO 2和H 2O ，且二者物质的量相等，则此有机物的C:H=1:2
B ．一种烃在足量的氧气中完全燃烧后的产物通过碱石灰，减少的体积就是生成的二氧化碳的体积(温度>100℃)
C ．某气态烃C x H y 与足量O 2完全反应，
如果反应前后气体体积不变（温度
<100
℃），
则y ＝4；若体积减少，则y ＜4；否则y ＞4
D．相同质量的烃，完全燃烧，消耗O2越多，烃C:H越大
20．两种气态烃的混合物共0.1mol（标准状况），完全燃烧后得4.48L（标准状况）二氧化碳和2.7g的水。
下列说法中正确的是（）
A．混合气体中可能含有乙烯
B．混合气体中可能含有甲烷
C．混合气体中一定含有乙炔
D．混合气体一定是由炔烃和烯烃构成的混合物
21．两种气态烃的混合物共2.24L（标准状况），完全燃烧后得3.36L（标准状况）二氧化碳和4.5g的水。
下列说法中正确的是（）
A．混合气体中可能含有乙烯
B．混合气体中一定含有甲烷
C．混合气体中可能含有乙炔
D．混合气体一定是由烷烃和烯烃构成的混合物
22．两种气态烃的混合物共2.24L（标准状况），完全燃烧后得3.36L（标准状况）二氧化碳和2.7g的水。
下列说法中正确的是（）
A．混合气体中可能含有乙烯
B．混合气体中一定含有甲烷
C．混合气体中一定含有乙炔
D．混合气体一定是由炔烃和烯烃构成的混合物。