有机化学有机化合物的结构与性质
高中化学 有机化合物的结构与性质
第1节认识有机化学一、概念与机体有关的化合物（少数与机体有关的化合物是无机化合物，如水），通常指含碳元素的化合物，但一些简单的含碳化合物，如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、碳化物、氰化物等除外。
除含碳元素外，绝大多数有机化合物分子中含有氢元素，有些还含氧、氮、卤素、硫和磷等元素.已知的有机化合物近600万种.早期，有机化合物系指由动植物有机体内取得的物质。
自1828年人工合成尿素后,有机物和无机物之间的界线随之消失，但由于历史和习惯的原因，“有机”这个名词仍沿用.有机化合物对人类具有重要意义，地球上所有的生命形式，主要是由有机物组成的.例如：脂肪、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。
生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象,都涉及到有机化合物的转变.此外，许多与人类生活有密切关系的物质，例如石油、天然气、棉花、染料、天然和合成药物等，均属有机化合物.二、分类(一）根据碳原子结合而成的基本骨架不同,有机化合物被分为三大类：1。
链状化合物这类化合物分子中的碳原子相互连接成链状，因其最初是在脂肪中发现的,所以又叫脂肪族化合物.2．碳环化合物这类化合物分子中含有由碳原子组成的环状结构，故称碳环化合物。
它又可分为两类：脂环族化合物：是一类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物。
芳香族化合物：是分子中含有苯环或稠苯体系的化合物。
3．杂环化合物:组成这类化合物的环除碳原子以外，还含有其它元素的原子，叫做杂环化合物。
（二)按官能团分类决定某一类化合物一般性质的主要原子或原子团称为官能团或功能基。
含有相同官能团的化合物,其化学性质基本上是相同的.三、命名(一）俗名及缩写有些化合物常根据它的来源而用俗名，要掌握一些常用俗名所代表的化合物的结构式，如:木醇是甲醇的俗称，酒精（乙醇）、甘醇（乙二醇）、甘油(丙三醇)、石炭酸（苯酚)、蚁酸（甲酸）、水杨醛（邻羟基苯甲醛）、肉桂醛(β—苯基丙烯醛）、巴豆醛（2—丁烯醛）、水杨酸（邻羟基苯甲酸)、氯仿（三氯甲烷)、草酸（乙二酸)、苦味酸(2，4,6—三硝基苯酚）、甘氨酸（α—氨基乙酸）、丙氨酸（α—氨基丙酸)、谷氨酸（α-氨基戊二酸)、D-葡萄糖、D-果糖（用费歇尔投影式表示糖的开链结构）等。
大学化学有机化合物的结构与性质
大学化学有机化合物的结构与性质一、引言在化学领域中，有机化合物是一个重要的研究领域。
它们由碳和氢构成，但也可以包含其他元素，如氧、氮、硫等。
有机化合物的结构对其性质起着决定性的影响。
本文将介绍有机化合物的结构和一些常见的性质。
二、有机化合物的结构有机化合物的基本结构由碳原子的连接方式决定。
碳原子可以通过共价键连接，形成直链、支链、环状等不同的结构。
其中，直链化合物的碳原子按照直线连接，支链化合物则出现了分支结构。
环状化合物则是由碳原子形成了闭环结构。
三、有机化合物的物理性质1. 溶解性有机化合物的溶解性受到其分子结构的影响。
通常，极性化合物更容易溶解于极性溶剂，而非极性化合物更容易溶解于非极性溶剂。
例如，醇类化合物具有极性羟基，因此更容易溶解于水等极性溶剂中。
2. 沸点和熔点有机化合物的沸点和熔点与分子间的相互作用力有关。
分子间较强的相互作用力会导致较高的沸点和熔点。
例如，氢键是较强的相互作用力，因此含氢键的化合物通常具有较高的沸点和熔点。
3. 导电性有机化合物的导电性较差，因为它们大多数是非金属元素构成。
除了一些特殊情况，如含有金属离子的配合物，大部分有机化合物不会导电。
四、有机化合物的化学性质1. 燃烧反应大多数有机化合物都可以燃烧，生成二氧化碳和水。
这是由于它们含有碳和氢，燃烧时碳与氧气反应形成二氧化碳，氢与氧气反应形成水。
2. 氧化还原反应有机化合物可以进行氧化和还原反应。
氧化反应是指化合物失去电子，还原反应是指化合物获得电子。
这些反应对于有机合成和生物化学有着重要的意义。
3. 反应活性有机化合物的反应活性与其官能团和键的稳定性有关。
不同的官能团会对化合物的反应性产生巨大的影响。
例如，酮和醛中的羰基是一个常见的反应中心，具有较高的反应活性。
五、有机化合物在生活中的应用有机化合物广泛应用于生活中的各个方面。
例如，醋酸乙酯作为溶剂广泛用于涂料和胶水；丙酮作为溶剂用于胶水和去油剂；乙二醇用于制造塑料等。
有机化学-第一章-有机化合物的结构和性质
1、离子键的形成和特性 正、负离子通过静电引力而联系起来的化学键叫做离子 键。由离子键形成的化合物叫做离子化合物。
离子键的本质是静电作用力。有极性的。没有方向性、
没有饱和性。
2、共价键的形成与特性 共价键：成键的两个原子各提供一个电子，通过共用 一对电子相互结合的化学键。 配位键：是一种特殊的共价键，它的特点是：形成共 价键的一对电子是由一个原子提供的。有机化合物中 绝大多数化学键是共价键。
H—Cl
μ=1.03D
CH3—Cl
μ=1.87D
H—CC—H
μ=0
共价键的分类
1、按共用电子对的数目分，有单键、双键、叁键等。 2、按共用电子对是否偏移分类，有极性键和非极性键 3、按提供电子对的方式分类，有正常的共价键和配位键。 4、按电子云重叠方式分，有σ键。和π键。
有机化合物中的共价键
(1) 路易斯结构式: 用共用电子的点来表示共价键的结构
有机化学中的酸碱概念 布伦斯特和路易斯酸碱定义 (1) 布伦斯特(B)酸碱
凡是能给出质子的叫酸,凡是能与质子结合的叫碱.在有机 化学中的酸碱一般指此类.
HCl
HSO4-
Cl-
(共轭酸碱)
(既是酸,也是碱)
• 强酸的共轭碱必是弱碱（如：HCl和Cl-） • 弱酸（CH3COOH）的共轭碱是强碱（CH3COO -） • 酸碱的概念是相对的：如H• + CH3—I • ••
CH3—OH + I-
有机化合物的分类
按基本骨架分类 (1) 脂肪族化合物： 分子中碳原子相互结合成碳链或碳环。 (2) 芳香族化合物： 碳原子连接成特殊的芳香环。
(3) 杂环化合物： 这类化合物具有环状结构，但是组成
有机化合物的结构和性质
洪德规则(Hund's rule) 洪德规则
洪德在总结大量光谱和电离势数据的基础上 提出：电子在简并轨道上排布时，将尽可能分 占不同的轨道，且自旋平行[5]。对于同一个电 子亚层，当电子排布处于 全满（s^2、p^6、d^10、f^14） 半满（s^1、p^3、d^5、f^7） 全空（s^0、p^0、d^0、f^0） 时比较稳定。
示例 H：1s^1 F：1s^2∣2s^2,2p^5 ∣ S：1s^2∣2s^2,2p^6∣3s^2,3p^4 ∣ ∣ Cr： 1s^2∣2s^2,2p^6∣3s^2,3p^6,3d^5∣4s^1（注 ∣ ∣ ∣ 意加粗数字，是3d^5,4s^1而不是3d^4,4s^2， 因为d轨道上，5个电子是半充满状态，这里 体现了洪德规则）。
•
1874年范荷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. • *碳原子总是四价的,碳原子自相结合成键, 构造和构造式 • 分子中原子的连接顺序和方式称为分子的 构造.表示分子中各原子的连接顺序和 • 方式的化学式叫构造式(结构式).用两小点 表示一对共用电子对的构造式叫电子式,用短横 线(-)表示共价键的构造式叫价键式.有时可用只 表达官能团结构特点的化学式,既结构简式.
电子排布
综述
电子在原子轨道的运动遵循三个基本定理： 1、能量最低原理 2、泡利不相容原理 3、洪德定则
能量最低原理 能量最低原理
定义：核外电子在运动时，总是优先占据
能量更低的轨道，使整个体系处于能量最低 的状态。
泡利不相容原理
物理学家泡利在总结了众多事实的基础上提出 ：不可能有完全相同的两个费米子同时拥有样的 量子物理态。泡利不相容原理应用在电子排布上 ，可表述为：同一轨道上最多容纳两个自旋相反 的电子。该原理有三个推论 ①若两电子处于同一轨道，其自旋方向一定不 同； ②若两个电子自旋相同，它们一定不在同一 轨道； ③每个轨道最多容纳两个电子。
有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构与性质有机化合物是由碳和氢元素以及其他非金属元素构成的化合物。
它们在自然界中广泛存在，是生命体的基本构成单元。
有机化合物的结构对其性质具有决定性影响，包括物理性质和化学性质。
一、有机化合物的结构1.碳骨架结构有机化合物的主要特征是碳骨架结构，碳原子可以通过共价键形成直线、分支、环状等多种结构。
根据所含的碳原子数目，有机化合物可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。
2.官能团有机化合物中常出现官能团，它是一个或多个原子团，决定了化合物的化学性质。
常见的官能团包括羟基、羰基、羧基、胺基等。
官能团的存在使得有机化合物具有一定的化学反应性。
3.立体化学有机化合物的结构还涉及立体化学，包括立体异构体和手性。
其中，立体异构体是同分子式但结构不同的化合物，手性则指分子镜像不可重叠，具有非对称中心的特性。
二、有机化合物的性质1.物理性质有机化合物的物理性质主要与其分子结构相关。
例如，分子量较大的有机化合物具有较高的沸点和熔点，短链的烷烃具有较低的沸点和熔点。
此外，有机化合物还具有溶解性、密度、光学性质等。
2.化学性质有机化合物的化学性质主要由其分子结构和官能团决定。
不同的官能团对应不同的化学反应。
例如，烃类在充足氧气条件下可以燃烧，产生二氧化碳和水；醇类可以发生酸碱反应等。
3.活性有机化合物通常具有较高的活性。
这是由于碳原子能与其他原子形成多种共价键，从而增加了反应的可能性。
有机化合物的活性不仅使其成为合成化合物的重要基础，也使其具有广泛的应用价值，例如用作药物、材料等。
结论有机化合物的结构与性质紧密相关。
通过对有机化合物的结构进行分析，我们能够了解其物理性质和化学性质，为实际应用提供依据。
有机化合物在日常生活中扮演着重要的角色，深入研究其结构与性质对于促进科学发展和推动技术创新具有重要意义。
有机物的结构和性质
有机物的结构和性质有机物是指由碳原子和氢原子以及其他一些元素构成的化合物。
它们在自然界和人类生活中有着极其重要的地位，广泛存在于生物体内和环境中。
有机物的结构和性质具有多样性和复杂性，以下将从分子结构、化学键、官能团以及物理性质等几个方面进行探讨。
一、分子结构有机物的分子结构通常由碳原子骨架和连接在骨架上的官能团组成。
碳原子具有四个价电子，可以与其他原子或官能团形成共价键。
根据碳原子骨架的不同，有机物可以分为链状、环状和支链等不同结构类型。
链状有机物是最简单的结构，如甲烷（CH4）和乙烷（C2H6）。
环状有机物由碳原子形成环状结构，如苯环（C6H6）。
支链有机物在链状结构上连接了其他官能团，如异丙基（CH3CHCH3）。
二、化学键有机物中常见的化学键包括共价键、极性键和芳香键。
共价键是由两个非金属元素共用电子对形成的化学键，是最常见的化学键类型。
极性键是由两个不同元素之间的电子云分布不均匀而形成的化学键，具有部分离子性。
芳香键是苯环中相邻的π电子共轭系统形成的特殊化学键，具有稳定性和共轭性。
三、官能团官能团是有机物分子中具有特定化学性质和功能的基团。
常见的官能团包括羟基（-OH）、胺基（-NH2）、羰基（C=O）和羧基（-COOH）等。
官能团的存在决定了化合物的化学性质和反应性。
四、物理性质有机物的物理性质受分子大小、分子量、分子极性以及分子间作用力等因素的影响。
其中，分子大小和分子量决定了有机物的相态（例如固体、液体或气体）和沸点、熔点等物理性质。
分子极性则影响有机物的溶解性和极性反应性。
此外，分子间作用力包括弱键、范德华力、氢键等，也会对有机物的物理性质产生重要影响。
总结起来，有机物的结构和性质是相互关联的。
它们的多样性和复杂性使得有机化学成为一门广泛研究的学科，为人类社会提供了丰富的化学物质基础，也为生命科学和药物研发提供了重要支持。
对有机物结构和性质的深入了解，有助于我们更好地探索和利用这些重要的化合物。
有机化合物的结构和性质
• 离解能 —— 一个共价键离解所需的能量 . 指离解特
定共价键的键能.
(4)键的极性和元素的电负性——分子的偶极矩 H—H， Cl—Cl ，成键电子云对称分布于两个原子之 间，这样的共价键没有极性。下列化合物有极性： • H(+)Cl(-)， • H3C(+) Cl(-)
部分正电荷（+） 部分负电荷（-）
sp3杂化轨道的图形
碳原子的四个sp3杂化轨道
• 这四个sp3杂化轨道的能量是相等的,每一轨道相等于 1/4 s成分,3/4 p成分.
• C 采取 sp3 杂化轨道与 4 个 H 原子的 s 原子轨道形成 4 个 sp3-s 型 的 C-H 键 (CH4) 比 形 成 CH2 要 稳 定 的 多 .(414×4402)kJ/mol。形成CH4 时仍有约1255 kJ/mol能量释放出。 所以这个体系比形成两个共价键的CH2稳定的多。
(3) 许多有机化合物在常温下为气体 、液体. 常温下为固体的有机化合物,其熔点一般也很低,一 般很少超过300℃,因为有机化合物晶体一般是由较 弱的分子间力维持所致.
(4) 一般有机化合物的极性较弱或没有极性. 水是极性强,介电常数很大的液体,一般有机物难溶 于水或不溶于水 .而易溶于某些有机溶剂 (苯、乙醚、 丙酮 、石油醚).但一些极性强的有机物,如低级醇 、 羧酸 、磺酸等也溶于水. (5) 有机物的反应多数不是离子反应 ,而是分子
如：三大合成材料、合成药物、一些特 殊性能的有机材料
人造心脏
人工肾脏
人工膝关节
人工心脏瓣膜
角膜接触镜，俗称隐形眼镜。目前大量使用的 软质隐形眼镜。隐形眼镜常用以下材料制成： 1.硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物（硬） 2.聚甲基丙烯酸羟乙酯（软）
有机化合物的结构与特性
有机化合物的结构与特性有机化合物是由碳和氢以及其他一些元素组成的化合物。
它们在自然界中广泛存在，包括石油、天然气、植物和动物体内的分子。
有机化合物的结构和特性对其性质和用途有着重要的影响。
在本文中，我们将探讨有机化合物的一些常见结构和特性。
一、碳骨架结构碳是有机化合物的主要元素，它能形成四个共价键，并且具有强大的自由旋转能力。
这种自由旋转能力使得碳原子能够有多种不同的排列方式，形成不同的结构。
根据碳原子的连接方式，有机化合物可以分为链状、环状和支链状结构。
1. 链状结构链状结构是最简单的有机化合物结构，由一串碳原子连接而成。
链状结构可以分为直链、分支链和环状链。
直链是最基本的链状结构，每个碳原子通过共价键连接到相邻的碳原子上。
分支链是在直链结构上加入了支链，即有一个或多个分支从主链上延伸出去。
环状链由一部分碳原子形成一个环，每个碳原子通过共价键连接。
2. 环状结构环状结构是由同一分子内的碳原子形成的环。
环状结构可以是一个简单的环（如环戊烷）或多个环的组合（如萜烯类化合物）。
环状结构的存在使得有机化合物具有更多的化学反应路径和性质。
3. 支链结构支链结构是在链状结构中加入了一个或多个分支。
支链结构使得有机化合物的形状更加复杂，它们的性质也与直链结构有所不同。
支链结构的存在增加了有机化合物的多样性和复杂性。
二、官能团官能团是有机化合物中的一些特殊基团，可以决定化合物的性质和反应性。
官能团通常由不同元素的原子和它们之间的化学键组成。
1. 烷基（氢和碳）烷基是一种只含有碳和氢的官能团。
烷烃是由具有碳碳单键的链状结构组成。
另外，烷基可以是支链或环状的。
2. 羟基（氢、碳和氧）羟基是由一个氧原子连接到碳原子上的官能团。
羟基使得有机化合物具有了亲水性，使其能够溶于水。
3. 羰基（碳和氧）羰基是由一个碳原子和一个氧原子通过双键连接而成的官能团。
羰基在有机化合物中具有重要的化学反应性，常见的有醛、酮等。
4. 氨基（氮和氢）氨基是由一个氮原子和两个或三个氢原子组成的官能团。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章 绪论
1.1 有机化合物与有机化学 1.2 有机化合物的特点 1.3 有机化合物中的共价键 1.4 有机化学中的酸碱概念 1.5 有机化合物的分类 1.6 如何学好有机化学
1.1 有机化合物与有机化学
1.1 有机化合物与有机化学
1.1 有机化合物与有机化学
无机化学中的 酸碱概念
在水溶液中
➢能够电离有产生机氢化离学子的物质称为酸 ➢能B够r电ön离st产ed生酸氢碱氧根质离子子理的论物质为碱
可见，分子中碳原子的数目越多， 同分异构体的数目也越多。因此，同 分异构现象也是有机化合物数目众多 的原因之一。
1.2 有机化合物的特点
结构 特点
• 结构复杂
Aspartame
阿斯巴甜
（含苯丙氨酸）
结构 特点
1.2 有机化合物的特点
• 结构复杂
金刚石 (diamond）
富勒烯(fullerene）
石墨 (graphite)
1.2 有机化合物的特点
性质 特点
•燃烧
•热稳定性差
•多数常温气体或液态，固态熔点低
•难溶或不溶于水
•反应较慢
•反应复杂
1.2 有机化合物的特点
性质 特点
速度慢，副反应多， 产物复杂
1.2 有机化合物的特点
性质 特点
Alcohols
Carbon tetrachloride
1.2 有机化合物的特点
1.2 有机化合物的特点
主要 特征
1.2 有机化Βιβλιοθήκη 物的特点结构 特点• 同分异构现象
即使分子式相同，由于碳原子之间的连 接方式和空间的排布方式不同，也可产 生结构不同的一系列化合物。
1.2 有机化合物的特点
结构 特点
• 同分异构现象
Alcohols
HHH H- C-C- C- O- H
H3C C
H
H3C C
H
CH 3 C
H
H C
CH 3
CH 3
1.2 有机化合物的特点
结构 特点
• 同分异构现象
C10H22: 75个同分异构体
C20H42: 366319个同分异构体
1.2 有机化合物的特点
结构 特点
• 同分异构体
分子式相同，而分子的结构不同所 产生的一系列化合物叫做同分异构体 。产生同分异构体的现象叫做同分异 构现象。
F
BF
F
Boron trifluoride =0 D
Cl
C
Cl
Cl
Cl
Carbon tetrachloride
=0 D
分子间的力 — 范德华力（van der Waals forces)
1. 偶极—偶极 作用力 2. 色散力 3. 氢键
第一章 绪论
1.1 有机化合物与有机化学 1.2 有机化合物的特点 1.3 有机化合物中的共价键 1.4 有机化学中的酸碱概念 1.5 有机化合物的分类 1.6 如何学好有机化学
第一章 绪论
1.1 有机化合物与有机化学 1.2 有机化合物的特点 1.3 有机化合物中的共价键 1.4 有机化学中的酸碱概念 1.5 有机化合物的分类 1.6 如何学好有机化学
化学键与分子结构
.H + .H
H2
+
.H + .H
+
.. O. .
..
H2O
分子大小 立体构型 电子分布
H
H
HH
O
H
H HH
or CH3 CH2 CH2 OH a 1°alcohol
H
HOH
OH
H C-C-C-H or CH3 CHCH3
HH H
a 2°alcohol
1.2 有机化合物的特点
结构 特点
C4H8
• 同分异构现象
CH2 CHCH 2CH 3 CH3CH CHCH 3 CH2 CH 2 CH 2 CH 2
= 6.13 10-30 C m =0
di re cti o n of dip ole mo m e nt
O
H
H
W at e r = 1.85D
N
H
H
H
Am mo ni a = 1.47D
di re cti o n of dip ole mo m e nt
OCO
Carbon dioxide =0 D
H
O HH
化学键
将原子结合在一起的的电子作用！
化学键的类型
共价键的键参数
——描述共价键的物理量
键长、键角、键能、键极性
键长
H
键角
H
109.5
0.105 nm
C
H
C
H
H
H
H
H
键能
A .. B
1 mol 气态分子
A . + . B 离解能
气态分子
键能
单位： K J mol-1
键能体现了分子的稳定性
有机化合物
大部分不溶于水，除 少数极性分子
性质 特点
1.2 有机化合物的特点
速度慢，副反应多， 产物复杂
乙醇+乙酸=乙酸乙酯，10年 酿酒
茅台：5年、10年、15年
性质 特点
1.2 有机化合物的特点
速度慢，副反应多， 产物复杂
霸王洗发水事件 属原料残留而非故意添加！
2,3-二氢-1,4-苯并二噁烷-6-羧酸
本品不会燃烧，但遇明火或高温 易产生剧毒的光气和氯化氢烟雾 。在潮湿的空气中逐渐分解成光
气和氯化氢。
性质 特点
1.2 有机化合物的特点
性质
热稳定性 熔点
无机化合物
高（上千度） 高，上千度
有机化合物
低，200-300即分解 低，<300度
性质 特点
1.2 有机化合物的特点
性质
水中溶解度
无机化合物
易溶于水
• 有机化合物：就是碳的化合物。因为所有 的有机化合物都是以碳为主要组成元素， 并以碳为骨架形成的。
• 有机化学：就是研究有机化合物的组成、 结构、性质、合成、应用及其变化规律的 一门科学。
第一章 绪论
1.1 有机化合物与有机化学 1.2 有机化合物的特点 1.3 有机化合物中的共价键 1.4 有机化学中的酸碱概念 1.5 有机化合物的分类 1.6 如何学好有机化学
有机化学
Organic Chemistry
有机化学
教材
1. 徐寿昌主编 ，《有机化学》（第二版） 高等教育出版社
参考书目
1. 高鸿宾主编 ，《有机化学》（第三版） 高等教育出版社 2. 汪小兰主编 ，《有机化学》（第四版） 高等教育出版社 3. 邢其毅等编，《基础有机化学》（上、下册），高等教育出版社 4. [美]莫里森等著 ，《有机化学》（上、下册）， 科学出版社 5. 张岐，林强主编《简明基础有机化学—重点归类习题精
键的极性
电负性不同的原子形成的分子中电子云 偏向电负性较大的原子一边，形成极性键。
H Cl
H
Cl
=qd
偶
极 (C m) [库仑 米] 矩 = 3.43 10-30 C m
双原子分子：分子偶极矩= 键的偶极矩
多原子分子： 分子偶极矩 = 键的偶极矩的矢量合
H O
H
Cl
C Cl
Cl Cl