有机化合物的结构和性质

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有机化合物的结构与键的性质

有机化合物的结构与键的性质

有机化合物的结构与键的性质有机化合物是由碳和氢元素以及其他少数元素组成的化合物,其结构与键的性质对于有机化学的研究和应用具有重要意义。

本文将探讨有机化合物的结构和不同类型键的性质。

一、有机化合物的结构有机化合物的结构由碳原子骨架和与之相连的其他原子或基团决定。

碳原子可以形成不同的结构,如直链烷烃、支链烷烃、芳香化合物等。

此外,碳原子还可以通过共价键形成环状结构,如环状烃、环状醇等。

碳原子的结构及其所连接的基团对有机化合物的性质有重要影响。

例如,直链烷烃通常具有较低的沸点和熔点,而芳香化合物则具有较高的稳定性和较强的芳香性。

此外,碳原子骨架上的官能团(如羟基、醛基、羰基等)也会影响有机化合物的化学性质。

二、键的性质有机化合物中常见的键包括碳-碳键(C-C键)、碳-氢键(C-H键)以及碳与其他原子之间的键。

不同类型的键具有不同的特性和性质。

1. 碳-碳键(C-C键)碳-碳键是有机化合物中最常见的键。

根据碳原子之间的连接方式,碳-碳键可以分为单键、双键和三键。

单键由一个σ键组成,双键由一个σ键和一个π键组成,三键由一个σ键和两个π键组成。

随着键的数量增加,键的能量也随之增加,使得双键和三键比单键更容易发生反应。

2. 碳-氢键(C-H键)碳-氢键是有机化合物中最常见的键之一。

它具有较高的键能,且稳定性较大。

碳-氢键对于有机化合物的化学性质和反应具有重要影响。

例如,孕育了大量的烷烃类化合物,且当直链烷烃发生燃烧反应时,碳-氢键在反应过程中断裂,释放出大量的能量。

3. 碳与其他原子之间的键除了碳-碳键和碳-氢键,有机化合物中还存在碳与其他非碳原子之间的键,如碳-氧键(C-O键)、碳-氮键(C-N键)等。

这些键的性质决定了有机化合物的特定性质和反应类型。

例如,碳-氧键的极性导致了羰基化合物的强酸性和亲电性。

在有机化学中,结构和键的性质对于正确理解和预测有机化合物的性质和反应至关重要。

通过对碳原子骨架和键的研究,我们可以深入了解有机化合物的结构特点和化学行为,为有机合成和应用领域的发展提供理论基础。

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

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。

有机化合物的结构与性质总结知识点总结

有机化合物的结构与性质总结知识点总结

有机化合物的结构与性质总结知识点总结有机化合物的结构与性质总结有机化合物是由碳原子与氢原子以及其他元素的原子通过共价键连接而成的化合物。

它们是生命体中的基本组成部分,也是许多化学过程中不可或缺的原料。

本文将对有机化合物的结构与性质进行总结,并探讨其在化学中的应用。

一、有机化合物的结构有机化合物的结构可以通过其分子式和结构式来表示。

分子式是由化合物中各个原子的符号及其个数组成的简略表达式,如C6H12O6表示葡萄糖。

结构式则更为详细地展示了各个原子之间的连接关系。

有机化合物的结构中包含着碳原子的特殊性质。

碳原子有着四个价电子,因此它可以与其他四个原子形成共价键。

这种四个原子或基团分布在碳原子周围的结构被称为碳原子的化学环境。

根据碳原子周围的基团不同,化合物的性质也会有所不同。

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包括颜色、气味、溶解性、密度和沸点等。

不同的有机化合物由于其结构的不同,具有不同的物理性质。

例如,醇类化合物由于其分子中带有羟基(-OH)团,因此具有较高的沸点和相对较好的溶解性。

2. 化学性质有机化合物的化学性质是指其与其他化合物或物质发生化学反应的能力。

有机化合物的化学性质主要受到其分子结构和功能团的影响。

例如,醛类化合物具有较强的氧化性,容易与氧发生反应生成羧酸。

3. 功能团对性质的影响在有机化合物中,功能团是一类具有特定化学性质和反应活性的原子或原子团。

不同的功能团会赋予化合物特定的性质和反应特点。

例如,羧酸功能团的存在使得化合物具有较强的酸性,可以与碱反应生成盐。

三、有机化合物的应用有机化合物广泛应用于生命科学、医药、农业和化工等领域。

1. 生命科学许多有机化合物是生命体内必需的物质,如氨基酸、核酸和糖类等。

它们在蛋白质合成、遗传信息传递和能量代谢等生命活动中起到重要作用。

2. 医药有机化合物在药物研发和制造中起着关键的作用。

许多药物都是由有机化合物合成而成的,如抗生素、抗癌药物等。

有机化合物的结构和性质

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

有机化合物的结构与性质有机化合物是由碳元素和氢元素以及其他少数元素组成的化合物,其结构和性质的研究对于理解有机化学以及生命科学等领域具有重要意义。

本文将介绍有机化合物的结构特点以及与其结构相关的性质。

一、有机化合物的结构特点有机化合物的结构特点主要体现在以下几个方面:1.1 碳骨架的连续性有机化合物中的碳原子具有四个价电子,可以与其他碳原子形成共价键。

这种碳原子之间的连续连接构成了碳骨架,使得有机化合物具有复杂的分子结构。

碳骨架的不同排列方式导致有机化合物的不同性质。

1.2 单键、双键和三键的存在有机化合物中的碳原子可以形成单键、双键和三键。

双键和三键的存在使得分子结构不再是线性的,而呈现出平面或立体的构型。

双键和三键的存在也会影响有机化合物的性质,如导电性、溶解性等。

1.3 可以存在立体异构体由于碳原子的四个配位方向,有机化合物能够存在立体异构体。

立体异构体指的是具有相同化学组成但空间结构不同的化合物。

如光学异构体可以存在两种旋光方向的异构体。

立体异构体的存在对于有机化合物的性质和反应具有重要影响。

二、有机化合物的性质与结构的关系2.1 沸点和熔点有机化合物的沸点和熔点与其分子结构密切相关。

分子中存在的键的类型和数量、分子量以及分子间的相互作用力都会影响有机化合物的沸点和熔点。

一般来说,分子间作用力较强的有机化合物具有较高的沸点和熔点。

2.2 溶解性有机化合物的溶解性也与其结构有关。

极性有机化合物通常可以溶解于极性溶剂,而非极性溶剂则可用于溶解非极性有机化合物。

此外,分子大小、分子形状以及功能团的位置等因素也会影响有机化合物的溶解性。

2.3 反应性有机化合物的结构直接决定了其反应性。

双键和三键的存在使得有机化合物具有一定的活性,易参与加成、消除、置换等反应。

而对于环状结构的有机化合物,由于结构的限制会影响反应的进行。

2.4 光学活性光学活性是有机化合物的一种特殊性质,与有机化合物的立体异构体有关。

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

有机化合物的结构与性质有机化学能充分体现出“结构决定性质,性质反映结构”的规律。

有机化合物的结构与碳原子的成键方式有关。

碳原子最外层4个电子,得失电子都不容易,主要以共价键与其它原子结合。

依据共用电子对数可将碳原子形成的共价键分为单键、双键、三键这三类;依据共用电子对是否有偏向可分为极性键和非极性键;依据原子轨道重叠成键的方式又分为σ键、π键,有的还存在大π键。

碳原子成键方式的多样性决定有机化合物大多存在同分异构现象,常见的同分异构有碳骨架异构、官能团位置异构、官能团类别异构。

官能团决定有机化合物的化学特性,官能团的相互影响会使有机化合物具有某些特性。

【重点难点】重点:不同类有机物中碳原子不同的成键方式和同分异构体。

难点:有机物的结构与碳原子成键方式的关系及如何书写有机物的同分异构体。

【知识讲解】烃分子中有,烃的衍生物中有-x、-OH、等不同的官能团,这些官能团决定了有机化合物具有各自典型的性质。

学习有机化合物,必须明确“结构决定性质,性质反映结构”。

有机化合物的结构是以分子中碳原子结合成的碳骨架为基础的,故首先要研究碳原子的结合方式——成键情况。

一、碳原子的成键方式上节已把有机物分为链状有机化合物和环状有机化合物,这就是根据碳骨架的形状来分的,烃中又有烷烃、烯烃和炔烃,这是根据碳原子形成不同的碳碳键来分的。

1、单键、双键和三键碳原子最外层4个电子,要形成最外层8个电子的稳定结构,每个碳原子需共用4对电子。

若每个碳原子分别与4个碳原子各形成一对共用电子,形成的该共价键为单键。

若两个碳原子间共用两对电子的共价键称为双键,用表示。

若两个碳原子间共用三对电子的共价键称为三键,用表示。

下面介绍几种常见有机物的成键情况。

(1)中碳原子成键情况和空间构型的电子式为,结构式为,空间构型为正四面体,键角为109.5°(或109°28′)。

C原子的轨道表示式为,参与成键时,形成杂化轨道。

中分子中C原子形成sp3杂化轨道:,形成了四个完全相同的杂化轨道,分别与H原子的原子轨道重叠,形成了空间构型为正四面体形的分子。

有机化合物的结构与性质

有机化合物的结构与性质

有机化合物的结构与性质在我们的日常生活中,有机化合物无处不在。

从我们吃的食物,如碳水化合物、脂肪和蛋白质,到我们穿的衣服,如聚酯纤维和棉花,再到我们使用的药物和各种塑料制品,有机化合物都扮演着至关重要的角色。

要深入理解这些有机化合物的性质和行为,就必须先了解它们的结构。

有机化合物的结构可以从多个层面来探讨。

首先是原子的连接方式,也就是化学键。

在有机化合物中,最常见的化学键是共价键。

共价键是原子之间通过共享电子对而形成的化学键。

例如,在甲烷(CH₄)中,碳原子与四个氢原子分别通过共价键相连。

碳原子在有机化合物中的独特性质使其成为构建有机分子的核心。

碳原子具有四个价电子,能够与其他原子形成四个共价键。

这种特性使得碳原子能够形成链状、环状甚至更复杂的结构。

比如,直链烷烃如乙烷(C₂H₆)和丙烷(C₃H₈),以及环状的化合物如环己烷。

有机化合物的结构还包括分子的立体构型。

有些有机分子具有手性,即它们的镜像不能重合,就像我们的左右手一样。

这种手性分子在生物体内常常具有不同的生理活性。

例如,药物中的某些分子由于手性的差异,可能一种是有效的治疗成分,而另一种则可能是无效甚至有害的。

分子中官能团的存在也极大地影响着有机化合物的性质。

官能团是决定有机化合物化学性质的原子或原子团。

常见的官能团有羟基(OH)、羧基(COOH)、氨基(NH₂)等。

以醇类化合物为例,含有羟基官能团的它们具有与水相似的溶解性,并且能够发生酯化反应等。

那么,有机化合物的结构又是如何决定其性质的呢?让我们以烷烃为例。

烷烃是只含有碳碳单键和碳氢键的有机化合物。

由于其化学键相对稳定,烷烃的化学性质比较稳定,通常在常温常压下不与强酸、强碱等发生反应。

然而,随着碳链的增长,烷烃的沸点和熔点逐渐升高,这是因为分子间的范德华力随着分子大小的增加而增强。

再看烯烃,它们含有碳碳双键,这使得烯烃具有较强的反应活性。

例如,烯烃容易发生加成反应,如与氢气加成生成烷烃,与卤素加成生成卤代烃。

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第一章有机化合物的结构和性质[教学目的]:掌握有机化合物的特点掌握有机化合物中共价键的性质及共价键的均裂、异裂了解有机化学中的酸碱概念及有机化合物的分类了解有机化学的发展[教学重点]:共价键的性质及共价键的均裂、异裂[教学难点]:有机化学中的酸碱概念-布伦斯特,路易斯酸碱定义[教学方法]:以教师讲授为主[教学手段]:多媒体教学和板书相结合[辅导]:课后[学时分配]:1学时[作业]:[教学内容]:有机化合物和有机化学有机化合物的特点有机化合物中的共价键有机化合物中共价键的性质共价键的断裂有机化学中的酸碱概念有机化合物的分类有机化学的发展及学习有机化学的重要性1.1有机化合物和有机化学有机化学(organic chemistry)是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学,是化学学科的一个分支,它的研究对象是有机化合物。

什么是有机化合物呢?早期化学家将所有物质按其来源分为两类,人们把从生物体(植物或动物)中获得的物质定义为有机化合物,无机化合物则被认为是从非生物或矿物中得到的。

现在绝大多数有机物已不是从天然的有机体内取得,但是由于历史和习惯的关系,仍保留着“有机”这个名词。

1.1.1有机化学发展简史象人类认识其它事物一样,人们对有机化合物和有机化学的认识也是逐步深化的。

人类使用有机物质虽已有很长的历史,但是对纯物质的认识和取得是比较近代的事情。

直到十八世纪末期,才开始由动植物取得一系列较纯的有机物质。

如:1773年首次由尿内取得纯的尿素.1805年由鸦片内取得第一个生物碱--吗啡.* 1828年,德国化学家,维勒(wohler,F)首次人工用氰酸铵合成了尿素。

* 从19世纪初至中期有机化学成为一门学科,建立了经典的有机结构理论。

1857年凯库勒提出了碳是四价的学说。

1858年,库帕(Couper,A·S)提出:“有机化合物分子中碳原子都是四价的,而且互相结合成碳链。

”构成了有机化学结构理论基础。

1861年,布特列洛夫提出了化学结构的观点,指出分子中各原子以一定化学力按照一定次序结合,这称为分子结构;一个有机化合物具有一定的结构,其结构决定了它的性质;而该化合物结构又是从其性质推导出来的;分子中各原子之间存在着互相影响。

1865年,凯库勒提出了苯的构造式。

1874年,范特霍夫(V ant Hoff.J.H)和勒贝尔(Le Bel,J.A)分别提出碳四面体构型学说,建立了分子的立体概念,说明了旋光异构现象。

1885年,拜尔(V on Baeyer.A)提出张力学说。

至此,经典的有机结构理论基本建立起来。

20世纪建立了现代有机结构理论。

1916年,路易斯(Lewis,G.N)提出了共价键电子理论。

20世纪30年代,量子力学原理和方法引入化学领域以后,建立了量子化学。

20世纪90年代初,合成了海葵毒素,有人誉之为珠穆朗玛峰式的成就。

自从拉瓦锡(Lavoisier.A.L)和李比希(V on Liebig.J.F)创造有机化合物的分析方法之后,发现有机化合物均含有碳元素,绝大多数的含氢元素,此外,很多的有机化合物还含氧、硫、氮等元素。

于是,葛美林(Gmelin.L)凯库勒(KeKule .A)认为碳是有机化合物的基本元素,把“碳化合物称为有机化合物”,“有机化学定义为碳化合物的化学”。

后来,肖莱马(Schorlemmer,c.)在此基础上发展了这个观点,认为碳的四个价键除自己相连之外,其余与氢结合,于是就形成了各种各样的碳氢化合物——烃,其他有机化合物都是由别的元素取代烃中的氢衍生出来的,因此,把有机化学定义为研究烃及其衍生物的化学。

1.1.2有机化合物与有机化学的定义有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律的化学。

自从化学工作者发现有机化合物以后,通过大量科学研究,在总结前人工作的基础上提出了有机化学和有机化合物的定义:1.有机化合物碳化合物有机化学研究碳化合物的化学2.有机化合物碳氢化合物及其衍生物有机化学研究碳氢化合物及其衍生物的化学1.2有机化合物的特点1.2.1.组成和结构之特点有机化合物:种类繁多、数目庞大(已知有七百多万种、且还在不但增加)但组成元素少(C,H,O,N ,P,S,X等)原因:1)C原子自身相互结合能力强2) 结合的方式多种多样(单键、双键、三键、链状、环状)3) 同分异构现象(构造异构、构型异构、构象异构)例如,C2H6O就可以代表乙醇和甲醚两种不同的化合物、见P11.2.2性质上的特点物理性质方面特点1) 挥发性大,熔点、沸点低2) 水溶性差(大多不容或难溶于水,易溶于有机溶剂)1) 易燃烧2) 热稳定性差,易受热分解(许多化合物在200~300度就分解) 3) 反应速度慢 4) 反应复杂,副反应多 1.3 共价键的一些基本概念有机化合物中的原子都是以共价键结合起来的,从本质上讲,有机化学是研究共价键化合物的化学,因此,要研究有机化学应先了解有机化学中普遍存在的共价键。

1.3.1共价键理论对共价键本质的解释,最常用的是价键理论和分子轨道理论 1.价键理论1) 共价键的形成价键的形成是原子轨道的重叠或电子配对的结果,如果两个原子都有未成键电子,并且自旋方向相反,就能配对形成共价键。

例如:碳原子可与四个氢原子形成四个C —H 键而生成甲烷。

由一对电子形成的共价键叫做单键,用一条短直线表示,如果两个原子各用两个或三个未成键电子构成的共价键,则构成的共价键为双键或三键双键 三键2)共价键形成的基本要点成键电子自旋方向必需相反 共价键的饱和性共价键的方向性——成键时,两个电子的原子的轨道发生重叠,而P 电子的原子轨道具有一定的空间取向,只有当它从某一方向互相接近时才能使原子轨道得到最大的重叠,生成的分子的能量得到最大程度的降低,才能形成稳定的反之。

·· + 4H C ··×H C·×·H×·H ·H××CHH HCCC CS 和P 电子原子轨道的三种重叠情况 2.分子轨道理论分子轨道理论是1932年提出了来的,它是从分子的整体出发去研究分子中每一个电子的运动壮态,认为形成的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,可以求出描述分子中的电子运动状态的波函数ψ,ψ称为分子轨道,每一个分子轨道ψ有一个相应的能量E, E 近似的表示在这个轨道上的电子的电离能。

基本观点:分子轨道理论认为,当任何数目的原子轨道重叠时,就可形成同样数目的分子轨道。

例如:两个原子轨道可以线性的组合成两个分子轨道,其中一个比原来的原子轨道的能量低,叫成键轨道(由符号相同的两个原子轨道的波函数相加而成),另一个是由符号不同的两个原子轨道的波函数相减而成,其能量比两个原子轨道的能量高,这中种分子轨道叫做反键轨道。

分子轨道能级图和原子轨道一样,每一个分子轨道只能容纳两个自旋相反的电子,电子总是优先+H(1s)Cl(2p)(3)AB 轨道)ψ2=ψA ψBψ+ψ1=A ψBψ-(原子轨道)能量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——既组成分子轨道的原子轨道的符号(位相)必须相同。

П轨道的示意图2) 原子轨道的重叠具有方向性。

3)能量相近。

1.3.2共价键的键参数1. 键长形成共价键的两个原子核之间的平均距离称为键长。

一般说来,形成的共价键越短,表示键越强,越牢固。

2. 键角两价以上的原子与其它原子成键时,两个共价键之间的夹角称为键角。

3. 键能键能表示共价键的牢固程度。

当A 和B 两个原子(气态)结合生成A-B 分子(气态)时,放出的能量称为键能。

A (气态)+B (气态)→A-B (气态)显然,要使1 mol A-B 双原子分子(气态)离解为原子(气态)时,所需要的能量叫做A-B 键的离解能,以符号D (A-B )表示 。

对于双原子分子,A-B 键的离解能就是它的键能。

键的离解能和键能单位通常用kJ ·mol -1表示。

对于多原子的分子,键能一般是指同一类共价键的离解能的平均值。

4. 键的极性、分子的极性和分子间力 (1)键的极性++成键轨道(Π)反键轨道(Π )*能量当两个不相同的原子形成共价键时,由于电负性的差异,电子云偏向电负性较大的原子一方,使正、负电荷重心不能重合,电负性较大的原子带有微弱的负电荷(用δ-表示),电负性较小的原子带有微弱的正电荷(用δ+表示)。

这种键叫做极性共价键。

CH3δ+→Clδ-共价键的极性大小可用偶极矩(键矩)μ来表示。

μ=q·R式中, q = 正、负电荷中心所带的电荷值(库仑C)R = 正、负电荷间的距离(m)偶极矩是矢量,有方向性,通常规定其方向由正到负,用表示。

过去偶极矩μ用德拜D为单位,现在μ的法定单位为C·m(库仑·米),1 D=3.33564×10-30C·m。

(2)分子的极性在双原子分子中,共价键的极性就是分子的极性。

对多原子分子来说,分子的偶极矩是各键键矩的向量和(与键的极性和分子的对称性有关)。

(3)分子间力分子间力主要有下列几种:①偶极—偶极作用力这种作用力产生在极性分子之间。

δ+ δ- δ+ δ- δ+ δ-CH3-Cl……CH3-Cl……CH3-Cl②范德华力非极性分子虽然没有极性,但在分子中电荷的分配并不总是均匀的,在运动中可以产生瞬间偶极。

在非极性分子间,由于这种瞬间偶极所产生的相互作用力称为范德华(van der Waals,J.D.)力(也称色散力)。

③氢键当氢原子与电负性很大、原子半径很小的氟、氧、氮原子相连时,由于这些原子吸电子能力很强,使氢原子带部分正电荷,因而氢原子可以与另一分子的氟、氧、氮原子的未共用电子对以静电引力相结合。

这种分子间的作用力称为氢键。

1.4 共价键的断裂有机化合物发生化学反应时,总是伴随着某些化学键的断裂和新的共价键的形成,共价键的断裂有两种断裂方式。

1.4.1均裂——成键的一对电子平均分给两个原子或原子团,生成两个自由基。

A:B A• + B•自由基在有机反应中,按均裂进行的反应叫做自由基反应。

在有机反应中, 按异裂进行的反应叫做离子型反应。

亲电反应 由亲电试剂进攻而引发的反应。

离子型反应亲核反应 由亲核试剂进攻而引发的反应。

亲电试剂——在反应过程中接受电子的试剂称为亲电试剂。

亲核试剂——在反应过程中能提供电子而进攻反应物中带部分正电荷的碳原子的试剂。

1.5 诱导效应诱导效应 在有机化合物中,由于成键原子或基团的电负性的不同而使成键电子云向电负性较大的原子团方向偏移的效应。

1.5.1 诱导效应产生的原因 成键原子的电负性不同。

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