有机化学——前言共23页文档
《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。
化学基础有机
化学基础有机一、有机化学简介有机化学，又称为碳化合物化学，是化学科学的一个重要分支。
它主要研究含碳元素的化合物的合成、结构、性质、反应机理以及相互转化的规律。
有机化学不仅是合成具有重要实用价值的有机化合物的基础学科，同时也是化学工业的重要组成部分。
二、有机化学发展历程有机化学的发展可以追溯到古代，人类在生产和生活实践中就已经开始接触和利用有机化合物。
然而，真正意义上的有机化学的研究是从18世纪后半叶开始的。
这一时期的化学家们开始对有机化合物的结构、性质和反应机理进行系统的研究。
进入20世纪后，随着科技的不断进步，有机化学的发展取得了巨大的突破。
特别是在20世纪70年代以后，随着计算机技术和谱学分析方法的快速发展，有机化学的研究进入了分子设计和功能化的新阶段。
三、有机化学基本概念1.有机化合物：通常是指含有碳元素的化合物，但不包括碳的氧化物、碳酸盐、碳酸等无机化合物。
2.有机化学反应：是指碳与碳原子之间进行的各种化学反应，主要包括取代反应、加成反应、消除反应、重排反应等。
3.共价键：原子之间通过共享电子而形成的化学键，是有机化合物结构的基础。
4.官能团：是指一种或多种活性原子的组合，可以决定有机化合物的性质。
5.手性：是指一个物体不能与其镜像相重合的性质。
在有机化合物中，手性通常是指分子中存在手性碳原子。
四、有机化学反应类型1.取代反应：有机化合物分子中的某一原子或基团被其他原子或基团取代的反应。
2.加成反应：有机化合物分子中碳碳双键或三键发生断裂，与其它原子或基团结合生成新的化合物的反应。
3.消除反应：在一定的条件下，一分子有机物脱去一分子水或卤化氢等小分子的反应。
4.重排反应：由于基团之间的迁移或交换，使得分子的原有结构发生改变的反应。
5.聚合反应：由小分子重复生成高分子化合物的反应。
6.水解反应：水分子与有机化合物反应，使其分解成两部分或更多部分的反应。
7.氧化还原反应：涉及电子传递的氧化和还原的有机反应。
有机化学课件绪论
有机化学课件绪论一、引言有机化学是研究碳原子与氢原子以及其他元素原子之间化学键形成、断裂和转化的科学。
作为一门重要的自然科学学科，有机化学在生命科学、材料科学、环境科学等领域具有广泛的应用。
本课件旨在系统介绍有机化学的基本概念、基本理论和基本技能，使读者能够掌握有机化学的基本原理，为后续学习和研究打下坚实基础。
二、有机化学的研究对象与任务1.研究对象（1）脂肪烃：由碳原子和氢原子组成的链状或环状化合物，如烷烃、烯烃、炔烃等。
（2）芳香烃：含有苯环或稠苯体系的化合物，如苯、甲苯、萘等。
（3）卤代烃：含有卤素（氟、氯、溴、碘）原子的有机化合物，如氟利昂、四氯化碳等。
（4）醇、酚、醚：含有羟基（-OH）或氧桥（-O-）的有机化合物，如甲醇、苯酚、乙醚等。
（5）醛、酮：含有羰基（>C=O）的有机化合物，如甲醛、丙酮等。
（6）羧酸、酯：含有羧基（-COOH）或酯基（-COO-）的有机化合物，如乙酸、乙酸乙酯等。
（7）胺、酰胺：含有氨基（-NH2）或酰胺基（-CONH2）的有机化合物，如甲胺、乙酰胺等。
（8）糖类、脂类、蛋白质、核酸等生物大分子：构成生命体的基本物质，具有复杂的结构和多样的功能。
2.研究任务（1）研究有机化合物的结构：通过现代化学实验技术和理论计算方法，揭示有机化合物的分子结构、立体结构和电子结构。
（2）研究有机化合物的性质：探讨有机化合物的物理性质、化学性质和生物学性质，为实际应用提供理论基础。
（3）研究有机化合物的合成方法：发展高效、绿色、可控的有机合成方法，为新材料、新药物的研发提供技术支持。
（4）研究有机化合物的反应机理：深入了解有机化学反应的历程，为有机合成提供理论指导。
（5）研究有机化学在交叉领域的应用：将有机化学与生命科学、材料科学、环境科学等领域相结合，解决实际问题。
三、有机化学的基本理论1.共价键理论：共价键是有机化合物中碳原子与氢原子以及其他元素原子之间形成的化学键。
绪论有机化学PPT课件
第21页/共24页
第22页/共24页
第23页/共24页
感谢您的观看！
第24页/共24页
由氰酸铵制得尿素
+
-
NH4 CNO
inorganic
O H2N C NH2
organic
第4页/共24页
有机化学（Organic Chemistry）
—— 研究有机化合物的结构 和性质的科学
有机化合物 —— 碳氢化合物及其衍生物
H
C B
NOF
Si P S Cl
Br
I
第5页/共24页
有机化合物数量庞大
第2页/共24页
生命论与早期的有机化学（1828年之前）
有机化合物
最早的有机化合物来自 于动植物体（有机体）
生命论(Vitalism)认为： 有机化合物只能由有机体产生。无机化合物则存在于无生 命的矿藏中，同时也可由有机体产生。
第3页/共24页
Friedrich Wöhler (German)的实验(1828 )
CH3-CH-CH3 CH3
碳与碳之间可以C-C 、C=C、C≡C相互结合，并 且可以形成链状或环状。
第7页/共24页
共价键理论
共价键——原子间通过共享电子
对相互结合而形成
C + 4H
C 1s22s22p2 H 1s1
自旋方向相反的单电子
H
H CH H
八隅体结构 Lewis结构式
H HCH
H
第8页/共24页
诺贝尔化学奖与医药的关系
《有机化学》第一章绪论
《有机化学》第一章绪论一、教学内容本节课的教学内容来自于《有机化学》第一章绪论。
这部分内容主要包括有机化学的基本概念、有机化合物的分类、有机化学反应类型以及有机化合物的结构和性质。
具体内容包括：1. 有机化合物的定义和特点：介绍有机化合物的概念，解释有机化合物的特点，如碳氢化合物的存在、有机化合物的命名规则等。
2. 有机化合物的分类：介绍烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等有机化合物的分类和特点，解释它们的结构差异和性质特点。
3. 有机化学反应类型：介绍加成反应、消除反应、取代反应等有机化学反应类型，解释反应机理和反应条件。
4. 有机化合物的结构和性质：介绍有机化合物的结构特点，如碳原子的四价键、有机化合物的同分异构现象等，解释有机化合物的物理性质和化学性质。
二、教学目标1. 学生能够理解有机化学的基本概念和特点，掌握有机化合物的分类和命名规则。
2. 学生能够了解有机化学反应的类型和机理，理解反应条件和反应产物的关系。
3. 学生能够分析有机化合物的结构和性质，运用有机化学的基本原理解决实际问题。
三、教学难点与重点重点：有机化合物的分类和特点、有机化学反应类型和机理、有机化合物的结构和性质。
难点：有机化合物的结构和性质的理解和应用、有机化学反应机理的掌握。
四、教具与学具准备教具：黑板、粉笔、多媒体教具、有机化合物的模型或图示。
学具：笔记本、笔、有机化合物的结构模型或图示、有机化学反应机理的图示。
五、教学过程1. 引入：通过展示有机化合物的实际例子，如糖类、脂肪、蛋白质等，引起学生对有机化学的兴趣，引出本节课的主题。
2. 讲解：在黑板上用粉笔写出有机化合物的定义和特点，引导学生理解有机化合物的概念和特点。
然后，通过图示和模型，讲解有机化合物的分类和结构特点，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。
3. 示例：通过具体的有机化学反应实例，讲解加成反应、消除反应、取代反应等有机化学反应类型，解释反应机理和反应条件。
4. 练习：给出一些有机化合物的结构和性质的题目，让学生通过观察和分析，回答题目，巩固对有机化合物的结构和性质的理解。
大一有机化学第1章绪论
农业生物技术
通过有机化学手段，可以研究和开发农业生物技术，如基因工程、 细胞工程等，为农业生产提供新的途径和方法。
有机化学在材料领域的应用
高分子材料
有机化学是高分子材料合成的基础，如塑料、橡胶、纤维 等的合成和改性。
01
功能材料
通过有机化学的方法，可以合成具有特 殊功能的材料，如光电材料、生物医用 材料等。
质谱分析
通过测量分子的质量及质量分布来确定分子结 构。
红外光谱分析
利用物质对红外光的吸收特性来鉴定化合物中 的官能团和化学键。
核磁共振分析
利用核磁共振现象来研究分子的结构和动态行为。
有机化学合成的方法与策略
01
02
03
04
经典合成方法
掌握有机合成中的基本反应类 型和合成方法，如取代反应、 加成反应、消除反应等。
大一有机化学第1章绪论
目
CONTENCT
录
• 绪论引言 • 有机化学的基本概念 • 有机化学的研究方法与技术 • 有机化学与生产生活的关系 • 有机化学的前沿领域与发展趋势
01
绪论引言
有机化学的定义与特点
定义
有机化学是研究有机化合物的结构、性质、合成、反应机理以及 应用的科学。
特点
有机化合物种类繁多，结构复杂，性质各异；有机反应具有多样 性和复杂性；有机化学与生命科学、材料科学等学科交叉渗透。
100%
结构特点
有机化合物分子中碳原子之间以 共价键相连，形成链状或环状结 构，其他元素与碳原子相连。
80%
同分异构现象
分子式相同但结构不同的有机化 合物互为同分异构体。
有机化学 第一章 绪论
Organic Chemistry
学好有机化学的几个重要环节
1、课前预习 2、听课，记笔记 3、整理、归纳、总结 4、做习题（巩固）----非常重要！ 5、讨论及答疑
切记：不要死记硬背 不要临时抱佛脚
学习中应注意的几个方面
第一章 绪论
• 主要内容 • 有机化合物和有机化学 • 共价键 • 分子的极性和分子间作用力 • 有机化合物的分类及反应类型 • 共振论
四、有机化合物的特性
结构上
1、碳通常以共价键与其它原子相连 C N C O C Cl C I
CS CF 2、自身成键能力强
C Br
CC CC CC 3、同分异构现象普遍存在
CP
性能特点：
① 容易燃烧，生成CO2和H2O ； 但CCl4 不但不燃烧，而且可以作灭火剂
② 熔点、沸点低，热稳定性差； 一般＜400℃
稀有气体除氦仅有两个价电子外，其他的价电 子层中均为八个电子，路易斯共价键理论又称为八 隅律（octet rule）。
第 一章 绪 论 第二节 共价键（一、路易斯共价键理论)
碳原子既不容易得到电子,也不容易失去电子。因此, 有机 化合物分子中的原子间主要以共价键相结合, 以满足八隅律。
H HC H
键可由sp3-s、sp2-s、sp-s及sp3sp3,sp3-sp2,sp3-sp,sp2-sp2,sp2-sp,spsp以“头碰头”方式形成。
∏键只能由py-py、pz-pz之间以侧面重叠 方式形成。
∏键不能单独存在.
练习：指出下列化合物分子中碳原子的杂 化形式
sp sp
sp2 sp2
O
键长、键角决定着分子的立体形状。
注意： 不同分子有“同一种”的键角，差别很大
有机化学(OrganicChemistry)-讲稿
CH3CH2C(CH3)2
HCl
2021/1/2
32
H 原子的相对活性：比较C-H键 能（离解能）的大小越小越易断
2021/1/2
33
再举例
2021/1/2
34
提醒：H原子的类型 --反应涉及到C-H键的断裂； H原子的活性（易断）--叔氢>仲氢>伯氢; 烃基(碳基R)的类型--反应涉及到 烃基R(自由
2021/1/2
19
C H SP3 1S
C C SP3 SP3
例子：甲烷分子CH4结构图
2021/1/2
20
4. 烷烃的同分异构体:
5. 同分异构体的类型:
6. (1.) 结构(构造)异构---因分子中原子不同排列顺
序而产生的; 例:烷烃的碳链异构
7.
丁烷分子式是C4H8 有正丁烷 CH3CH2CH2CH3
2021/1/2
14
(3.)SP杂化：
PY PZ
说明C原子是二价等同的
每个SP 是仍是胡芦形;二个SP组合在一起是水 线的, SP与SP杂化原子轨道间夹角是180度;留 下两个互相垂直的P哑铃轨道与SP杂化原子轨 道也垂直;
2021/1/2
15
*有机化学中碳原子轨道杂化总结
• 凡是C—C单键（饱和碳原子-烷烃）均为SP3杂 化，得四个SP3胡芦组合在一起是四面体结构 （109.5度）
18
饱和链烃（烷烃---Alkane)
一.结构
1.通式: CnH2n+2 n=1 CH4; n=2 CH3-CH3; n=3 CH3CH2CH3 etc. 2. 结构---透视式:
H
H
H
H
C H
H
《有机化学》第五版ppt文档全文免费预览
过程。
05
有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构表示方法
构造式
用元素符号和短线表示化合物分子中原子的排列和结合方式的式 子。包括分子式、结构式和结构简式。
空间构型
用模型或图形表示有机分子中原子或原子团的相对空间位置。包 括球棍模型、比例模型和空间填充模型。
有机化学与医药科学
01
02
药物合成
有机化学是药物合成的基 础，通过有机合成可以制 备出具有特定药理活性的 药物分子。
药物分析
有机化学方法可用于药物 的质量控制和分析，确保 药物的纯度和有效性。
药物设计与优化
基于有机化学原理，可以 设计和优化药物分子的结 构，提高药物的疗效和降 低副作用。
有机化学与材料科学
反应等。
醇、酚、醚
醇
醇是脂肪烃基与羟基直接相连的有机化合物。根据羟基所连碳原子的类型不同，醇可分为伯 醇、仲醇和叔醇。醇具有亲水性，能与水形成氢键，因此易溶于水。此外，醇还能发生氧化、 酯化、脱水等反应。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代的有机化合物。酚具有特殊的芳香气味，微溶于水，易 溶于有机溶剂。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。此外，酚还能发生氧化、取代等反 应。
《有机化学》第五版ppt文档全文 免费预览
• 绪论 • 烃类化合物 • 烃的衍生物 • 有机合成与反应机理 • 有机化合物的结构与性质 • 有机化学在日常生活中的应用
01
绪论
有机化学的研究对象
碳氢化合物
有机功能材料
研究碳氢化合物及其衍生物的结构、 性质、合成和反应机理。
研究具有光、电、磁等特殊功能的有 机材料的设计、合成与应用。
有机化学第一章 绪论
1、有机化合物的提纯： 在18世纪末期，分离技术发展很快。人们开始
从动植物中提取一系列较纯的有机物，其代表人物： 舍勒（瑞典），他先后分离了多种有机酸：酒石酸 （1770年）、草酸（1776年）、乳酸（1780年）、 尿酸（1780年）、柠檬酸（1784年）、苹果酸 （1785年）。他为有机化学的发展立下了不可磨灭 的功劳。
A：亲电反应：由亲电试剂进攻反应物而发 生的反应叫做亲电反应。所谓亲电试剂是指在反 应过程中。能够接受电子的试剂。如：M+、H+等 缺电子体系。
B：亲核反应：由亲核试剂进攻反应物而发生 的反应叫做亲核反应。所谓亲核试剂是指在反应 过程中，能够给予电子的试剂。如 ：HO-、碳负 离子等。
⑶ 周环反应（协同反应）
C + H D4= 338.9KJ/mol
C + 4H
H=
D1+D2
4
+D3 + D4=
415.25KJ/mol
2020/5/15
4、共价键的偶极矩：在共价键中，由于成键的 两个原子的电负性大小不同，使得成键的电子云 偏向电负性大的一端，电负性大的原子具有部分 负电核δ-，电负性小的原子具有部分正电核δ+。 由此定义偶极矩：µ=q.d
2020/5/15
现在，人们正在积极利用计算机进行有机合 成的设计，有机化学从其诞生至今的200年的历 程中，得到了飞速发展，成为一门独立的学科， 并在人们生活中起着重要作用。
三、有机化学的任务
1．发现新现象（新的有机物，新的来源、新的 合成方法、合成技巧，新的有机反应等） 2．研究新的规律（结构与性质的关系，反应机 理等） 3．提供新材料 （提供新的高科技材料，推动 国民经济和科学技术的发展） 4．探索生命的奥秘（生命与有机化学的结合）