《有机化学》第二版全册教材完整课件
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有机化学第一章PPT
31
A
B
A+
+
+
B -
异裂
(C H3)3C C l
(C H3)3C + C l
发生异裂的反应条件是有催化剂、极性试剂、
极性溶剂存在。
异裂的结果产生了带正电荷或负电荷的离子。
发生共价键异裂的反应，叫做离子型反应或异 裂反应。
32
周环反应（协同反应）： 反应经环状过渡态，旧键的断裂和新键 的生成同时进行。
11
1.原子轨道(Atomic orbital)：
四、化学键
(1) 每个轨道最多只能容纳两个自旋反平行电子 (Pauli不相容原 理) (2) 电子尽可能占据能量最低的轨道,即能量最低原理.原子轨道 离核愈近,受核的静电吸引力愈大,能量也愈低 (1s<2s<2p<3s<3p<4s) (3) 有几个简并轨道而无足够的电子填充时,必须在几个简并轨 道逐一地各填充一个自旋平行的电子后,才能容纳第二个电子 (Hund 规则) 12
第二部分：烃的衍生物
第三部分：结构鉴定
第四部分：天然有机化合物
3
参 考 资 料
《有机化学》王积涛，胡青眉，张宝申，王永梅 南开大学出版社 《有机化学》（第二版）钱旭红主编
化学工业出版社
《有机化学习题精解与考研指导》章烨，黄孟娇
上海交通大学出版社
《有机化学习题解》张宝申，庞美丽
南开大学出版社
4
怎样学好有机化学
平均值：(423+439+448+347)÷4=414kJ/mol 因此，C—H的键能为414kJ/mol
化学键的键能越大，键越牢固。
24
3. 键角
A
B
A+
+
+
B -
异裂
(C H3)3C C l
(C H3)3C + C l
发生异裂的反应条件是有催化剂、极性试剂、
极性溶剂存在。
异裂的结果产生了带正电荷或负电荷的离子。
发生共价键异裂的反应，叫做离子型反应或异 裂反应。
32
周环反应（协同反应）： 反应经环状过渡态，旧键的断裂和新键 的生成同时进行。
11
1.原子轨道(Atomic orbital)：
四、化学键
(1) 每个轨道最多只能容纳两个自旋反平行电子 (Pauli不相容原 理) (2) 电子尽可能占据能量最低的轨道,即能量最低原理.原子轨道 离核愈近,受核的静电吸引力愈大,能量也愈低 (1s<2s<2p<3s<3p<4s) (3) 有几个简并轨道而无足够的电子填充时,必须在几个简并轨 道逐一地各填充一个自旋平行的电子后,才能容纳第二个电子 (Hund 规则) 12
第二部分：烃的衍生物
第三部分：结构鉴定
第四部分：天然有机化合物
3
参 考 资 料
《有机化学》王积涛，胡青眉，张宝申，王永梅 南开大学出版社 《有机化学》（第二版）钱旭红主编
化学工业出版社
《有机化学习题精解与考研指导》章烨，黄孟娇
上海交通大学出版社
《有机化学习题解》张宝申，庞美丽
南开大学出版社
4
怎样学好有机化学
平均值：(423+439+448+347)÷4=414kJ/mol 因此，C—H的键能为414kJ/mol
化学键的键能越大，键越牢固。
24
3. 键角
有机化学高教第二版第一章绪论
无机物）制成尿素（典型有机物）。
60℃
O
NH4OCN
H2N-C-NH2
但这一成就未能立即给“生命力”以致命的打击。由于韦
勒当时所用的氰酸铵是依赖有机物制成的，“生命力”维护
者争辩说：“生命力”即在韦勒所用的氰酸铵中。 2020/5/15
■ 1845年德国有机化学家科尔伯（H·Kolbe）从无可争辩 的无机物制成了公认为有机物的醋酸：
有机化学与我们有着千丝万缕的关系，学习有机化 学就是要改善我们的生活与生产。既然我们以化学为未 来的事业贡献聪明才智，学习有机化学就有了巨大的动 力和责任感。
2020/5/15
§1-2 共价键
有机化合物分子中各原子之间一般是以共价键连接起来 的。对于共价键形成的理论解释，常用的有两种方法。
价键理论 分子轨道论
2020/5/15
三、有机化学的重要性
有机化学是涉及大量天然物质和合成物质的独特的学科 ，这些物质直接关系到人类的衣、食、住、行。
组成人体器官的物质、供给人体营养的食物以及人体中 发生的反应——实质上也是有机物质和有机反应。
构成动、植物结构组织的蛋白质和纤维素、水果和花的 香气等也是有机化学的研究范围之内。
从组成上看主要含有C、H 还有 O、N、X、S、P 等
“有机化学”是由当时在世界上享有盛名的瑞典化学 家贝采利乌斯(Berzelius.J.J.1979-1848)于1808年首先引 用，以区别于矿物的化学——无机化学。其引用有机化 学这个名词并将有机化学与无机化学绝对分开是基于“生 命力论”。
2020/5/15
一、有机化学与有机化合物
什么是有机化合物呢？
C8H18 、C15H32 、C2H5OH 、C6H12O6 、CH3COOH
《有机化学》第二版全册教材完整课件
在强碱作用下，卤代烃的卤素原子可被亲核 试剂取代。
与金属反应
卤代烃可与金属镁、锌等反应生成相应的有 机金属化合物。
醇的结构和命名
醇的通式
R-OH，其中R为烷基。
命名规则
选择含有羟基的最长碳链作为主链，将羟基作为取代基进行编号，并注明羟基 的位置。
醇的物理性质
密度比水小。
能与水以任意比例互溶。
低级醇为无色液体，高级 醇为白色固体。
稠环芳烃的命名
以共用碳原子数最少的苯环 为母体进行命名，如萘、蒽 等。
稠环芳烃的结构
具有多个共轭的苯环结构， 稳定性较高。
稠环芳烃的物理性质
稠环芳烃的外观
通常为无色或淡黄色固体，具有特殊的气味 。
稠环芳烃的溶解性
不溶于水，易溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等 。
稠环芳烃的熔沸点
随着分子量的增加和共轭体系的扩大，熔沸 点逐渐升高。
物理性质各异，多为无色或淡黄色液体或固体 具有不同的气味和溶解性
羧酸衍生物的化学性质
酰卤易水解生成羧酸和卤 化氢
酯在酸性或碱性条件下可 发生水解反应生成羧酸和 醇
酸酐易水解生成羧酸
酰胺在酸性或碱性条件下 可发生水解反应生成羧酸 和胺
谢谢聆听
在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水。
03 烯烃和炔烃
烯烃的结构和命名
烯烃的通式
CnH2n，其中n≥2
烯烃的结构
含有一个或多个碳-碳双键的烃
烯烃的命名
选取含有双键的最长碳链作为主 链，从靠近双键的一端开始编号 ，双键的位置用阿拉伯数字表示 ，并用“烯”字结尾
烯烃的物理性质
常温下的状态
随着分子量的增加，由气态逐渐过渡到液态、固态
稠环芳烃的化学性质
与金属反应
卤代烃可与金属镁、锌等反应生成相应的有 机金属化合物。
醇的结构和命名
醇的通式
R-OH，其中R为烷基。
命名规则
选择含有羟基的最长碳链作为主链，将羟基作为取代基进行编号，并注明羟基 的位置。
醇的物理性质
密度比水小。
能与水以任意比例互溶。
低级醇为无色液体，高级 醇为白色固体。
稠环芳烃的命名
以共用碳原子数最少的苯环 为母体进行命名，如萘、蒽 等。
稠环芳烃的结构
具有多个共轭的苯环结构， 稳定性较高。
稠环芳烃的物理性质
稠环芳烃的外观
通常为无色或淡黄色固体，具有特殊的气味 。
稠环芳烃的溶解性
不溶于水，易溶于有机溶剂如乙醇、乙醚等 。
稠环芳烃的熔沸点
随着分子量的增加和共轭体系的扩大，熔沸 点逐渐升高。
物理性质各异，多为无色或淡黄色液体或固体 具有不同的气味和溶解性
羧酸衍生物的化学性质
酰卤易水解生成羧酸和卤 化氢
酯在酸性或碱性条件下可 发生水解反应生成羧酸和 醇
酸酐易水解生成羧酸
酰胺在酸性或碱性条件下 可发生水解反应生成羧酸 和胺
谢谢聆听
在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水。
03 烯烃和炔烃
烯烃的结构和命名
烯烃的通式
CnH2n，其中n≥2
烯烃的结构
含有一个或多个碳-碳双键的烃
烯烃的命名
选取含有双键的最长碳链作为主 链，从靠近双键的一端开始编号 ，双键的位置用阿拉伯数字表示 ，并用“烯”字结尾
烯烃的物理性质
常温下的状态
随着分子量的增加，由气态逐渐过渡到液态、固态
稠环芳烃的化学性质
《有机化学课件》ppt课件
04
含氮有机化合物
胺类化合物结构与性质
胺类化合物的结构特点
含有氨基(-NH2或-NHR或-NR2)的有机化合物，根据氨基的数目 可分为伯胺、仲胺和叔胺。
胺类化合物的物理性质
低级胺具有刺激性气味，易溶于水，高级胺为固体，难溶于水。
胺类化合物的化学性质
具有碱性，能与酸反应生成盐；易被氧化成相应的醛、酮或羧酸； 能与卤代烃发生亲核取代反应生成季铵盐。
反应机理探讨及实例分析
1 2
反应机理类型
包括亲核反应、亲电反应、自由基反应等，每种 类型都有其独特的反应条件和机理。
反应实例分析
通过具体实例，如酯化反应、酰胺化反应等，详 细解析反应过程、反应条件及影响因素。
3
反应选择性和立体化学
探讨反应中的选择性问题，如区域选择性、立体 选择性等，糖 分子脱水缩合而成的高分子化
合物。
糖类化合物的性质
具有还原性、成苷反应、氧化 反应等。
脂类化合物结构与性质
脂肪
由甘油和脂肪酸组成的三酰甘 油酯，是生物体内重要的储能
物质。
磷脂
含有磷酸基团的脂类化合物， 是构成生物膜的重要成分。
固醇
一类具有环戊烷多氢菲母核的 化合物，包括胆固醇、维生素D 等。
有机化合物特点与分类
特点
有机化合物通常含有碳元素，具有多 样性、复杂性和可变性等特点。
分类
根据碳骨架的不同，有机化合物可分 为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等；根 据官能团的不同，可分为醇、酚、醚 、醛、酮、羧酸、酯等。
有机化学研究意义
揭示生命现象
有机化学是生命科学的基础，通 过研究生物体内的有机化合物， 可以揭示生命现象的本质和规律
含有嘧啶环的有机化合物，具有多种 生物活性，如抗病毒、抗肿瘤等。
有机化学课件 第二版 高占先主编 (第4章 结构的表征)
â × ¸ Æ
Ö Ó Ë ¯ ¹ ¼ ¯ ¢ ñ ¯ ¢ ª ¯ ¢ Ë â ç Ó Ë ¯ È ·×Ô ¶ £ Æ ¶ ¡ Õ ¶ ¡ ׶ ¡ ¹ Í µ ×Ô ¶ µ £ ¾ Ó ¯ Ä ¨Ü ¾ ä ¯ º ¬ ø £ Á ׺ µ £ Ä Á ±º ² Á Ð © ¾ ö Ö Ó Ð º Ü æ Ú º ¨ý ¾ Ä ª à · ·×Ö Ö Ä ´ Ô Ò ¶ Ê Á µ ×é ¯ ¢ ñ ¯ ¡ ç Ó ½ ¨Ü ¶ ¶ ¡ Õ ¶ ¢ µ ×Ô Ç Ä »
4.2.1 基 本 原 理
1. 分子振动的类型 (1)伸缩振动
成键的两原子沿键轴方向伸长和缩短的振动
称为伸缩振动，常用ν 表示。
振动频率（近似地按简谐运动处理）
振动频率ν 与两原子的质量m1、m2、 键的力常数 k 有关：
或用波数σ 表示为：
①键的力常数k与键能有关，键能大，力常数
大，振动频率也大。
d
化学位移
10
6
为什么选用TMS(四甲基硅烷)作为标准物质?
绝大多数吸收峰均出现在它的左边。 (2)结构对称，是一个单峰。 (3)容易回收(b.p低)，与样品不反应、不缔合。
(1)屏蔽效应强，共振信号在高场区(δ 值规定为0)，
例：在60MHz的仪器上，测得氯仿与TMS间吸收 频率差为437Hz，用δ 表示氢的化学位移为
•
各种官能团的红外吸收频率汇于下表:
4.2.3 红外吸收光谱图及其解析
1. 红外吸收光谱图
cm
1
1
横坐标：波长/λ或波数/cm-1。
m
10
4
A log(
1 T
)
纵坐标：吸光度A或透光率T。
有机化学ppt课件完整版
重排反应通常发生在含有不稳 定结构或官能团的化合物中， 需要加热或加入催化剂。在重 排过程中，分子的骨架结构可 能发生变化。
重排反应在有机合成中具有重 要的应用价值，可以用于合成 具有特定结构或官能团的有机 化合物。同时，重排反应也是 研究有机化合物结构和性质的 重要手段之一。
08
有机化学在生活中的应 用
定义
特点
加成反应在有机合成中具有重要的应用价值，可以用 于合成各种烯烃、醇、醛、酮等有机化合物。
应用
加成反应通常发生在分子中的不饱和键上，需要一定 的反应条件和催化剂。
消除反应
定义
消除反应是指有机化合物分子中 失去一个小分子（如水、卤化氢
等），形成不饱和键的反应。
种类
包括脱水消除、脱卤化氢消除、 热消除等。
反应。此外，醇还可以与酸反应生成酯，是重要的有机合成原料。
酚类化合物结构与性质
结构特点 酚类化合物的分子中含有苯环和羟基（-OH）官能团，通 式为Ar-OH，其中Ar为苯基或其衍生物。
物理性质 酚类化合物一般为无色或淡黄色的固体或液体，具有特殊 的气味和较强的毒性。酚的熔点和沸点较高，易溶于有机 溶剂。
化学性质
03
可发生加成、氧化、还原等反应，如与氢气加成生成醇，被弱
氧化剂氧化成酸。
酮类化合物结构与性质
结构特点
羰基(C=O)两侧连接烃基或芳基，无双键性质。
物理性质
沸点较高、难溶于水、易溶于有机溶剂。
化学性质
主要发生加成和还原反应，如与氢气加成生成醇，被还原剂还原 成仲醇。
醌类化合物结构与性质
结构特点
04
醇、酚、醚类化合物
醇类化合物结构与性质
01
结构特点
《有机化学》第二版全册教材完整课件
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
2020/10/11
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
2020/10/11
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ppt课件完整版
卤代烃多为无色或浅色液体，具有特殊的气味。它们的密度一般比水大，难溶于水，易溶 于有机溶剂。
卤代烃的化学性质
卤代烃在碱性条件下可发生水解反应，生成相应的醇和卤化氢。此外，卤代烃还可发生消 去反应、取代反应等。
17
醇、酚、醚
2024/1/27
醇
醇是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。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。醇可发生氧化反应、酯化反应等。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代而成的化合物。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。酚还可发生氧化反应、 取代反应等。
醚
醚是由醇或酚的羟基中的氢被烷基或芳基取代而成的化合物。醚具有较好的化学稳定性，不易被氧化。 醚可发生开环反应、取代反应等。
18
醛、酮、醌
醛
醛是羰基碳与两个氢和另一个烃 基相连的化合物。醛具有较强的 还原性，易被氧化为羧酸。醛可 发生银镜反应、斐林反应等特征 反应。
IUPAC命名法
国际纯粹与应用化学联合 会制定的有机化合物命名 规则，具有通用性和规范 性。
10
03
烃类化合物
2024/1/27
11
烷烃
烷烃的通式与命名
介绍烷烃的通式、命名原则及常 见烷烃的名称。
烷烃的结构与性质
阐述烷烃的结构特点，包括碳原 子的杂化方式、分子构型等，以 及烷烃的物理性质和化学性质， 如熔沸点、密度、溶解性、稳定
炔烃的来源与制备
介绍炔烃在自然界中的存在形式、工业制备方法及实验室 合成方法。
14
芳香烃
芳香烃的通式与命名
介绍芳香烃的通式、命名原则及常见芳香烃的名称。
卤代烃的化学性质
卤代烃在碱性条件下可发生水解反应，生成相应的醇和卤化氢。此外，卤代烃还可发生消 去反应、取代反应等。
17
醇、酚、醚
2024/1/27
醇
醇是脂肪烃、脂环烃或芳香烃侧链中的氢原子被羟基取代而成的化合物。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。醇可发生氧化反应、酯化反应等。
酚
酚是芳香烃环上的氢原子被羟基取代而成的化合物。酚具有弱酸性，能与碱反应生成盐和水。酚还可发生氧化反应、 取代反应等。
醚
醚是由醇或酚的羟基中的氢被烷基或芳基取代而成的化合物。醚具有较好的化学稳定性，不易被氧化。 醚可发生开环反应、取代反应等。
18
醛、酮、醌
醛
醛是羰基碳与两个氢和另一个烃 基相连的化合物。醛具有较强的 还原性，易被氧化为羧酸。醛可 发生银镜反应、斐林反应等特征 反应。
IUPAC命名法
国际纯粹与应用化学联合 会制定的有机化合物命名 规则，具有通用性和规范 性。
10
03
烃类化合物
2024/1/27
11
烷烃
烷烃的通式与命名
介绍烷烃的通式、命名原则及常 见烷烃的名称。
烷烃的结构与性质
阐述烷烃的结构特点，包括碳原 子的杂化方式、分子构型等，以 及烷烃的物理性质和化学性质， 如熔沸点、密度、溶解性、稳定
炔烃的来源与制备
介绍炔烃在自然界中的存在形式、工业制备方法及实验室 合成方法。
14
芳香烃
芳香烃的通式与命名
介绍芳香烃的通式、命名原则及常见芳香烃的名称。
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及其衍生物的化学 有些还含氮、氧、磷、卤素—沿用“有机”
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
University of Science and Technology of China
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
University of Science and Technology of China
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
§1.有机化学的研究对象
一、有机化合物与有机化学
有机——有生命的机体中得到的物质 含有C和H——研究碳化物（或碳氰化物）
遵循 泡里不相容原理
洪特规则
最大重叠
此外还遵循成键三原则： 能量相近
对称性匹配
节面
+
C C 反键
C
C
π*
-
CC
成键
C
Cπ
Organic Chem
University of Science and Technology of China
三、表征共价键的参数
1.键长
两原子核与核间 电子云的吸引力
两原子核之间 的排斥力
有机物与无机物的显著差别是由其组成和结构决定的
有机物
无机物
①.由C、O组成(易O燃2 ） CO2+H2O+Q
共价键
②.分子间作用力~范德华力m.p.低
③. 相似相溶
难溶于极性的水
④. 分子间碰撞——反应，
不是所有的碰撞都能反应
活化能高碰撞的位置、方向合适
离子键 离子晶格—高m.p.
易溶于极性的水
极快，故产率高
2HCl
y x 重叠最大 x 部分重叠
x
Organic Chem
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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。
反应部位多，副反应多
Organic Chem
University of Science and Technology of China
一、价键理论
两原子都有未成对电子 且自旋相反
原子轨道重叠 （电子匹配）
成键（定域键）
共价键的 最大重叠原理: 饱和性:
方 向 性 : 例 H2 + Cl2
y
+
x
H(1S)
达到平衡时的距离
Xpm
键长越短——核与核间电子云吸力越强
电子云集中于两核之间轨道重叠大
反之：则键弱，不稳定 不同的共价键，键长不同
键牢固、稳定
Organic Chem
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表1.1 一些常见的共价键的键长
键 键长(pm) 键 键长(pm) 键 键长(pm)
3.有机物与无机物性质上的差异：
有机物
无机物
①. 易燃
不燃
②. 易挥发，
大多数难熔化的固体
常温下多为气体，液体
m.p.>600 ℃
或低熔点固体（m.p.<400℃ ）
③. 大多不溶于水，
较易溶于水
溶于有机溶剂
④. 反应较慢，
瞬间完成，产物单一
副反应多，产率较低
产率~100%
因此研究方法不同
Organic Chem
University of Science and Technology of China
§2.共价键
C，第二周期，第四主族元素
既难失去四个 电子C+4
也难得到四个 电子 C-4
与其它的原子共享四对电子， 达到外层8电子的稳定结构。
共价键
Organic Chem
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HA + HB
H2
φ1 - φ2 ψ2
+ HA HB φ1 φ2
反键 ψ 2=φ1 - φ2 成 键 ψ 1=φ1 + φ2
φ1
φ2
φ1+ φ2 ψ1
Organic Chem
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电子在分子轨道中的填充顺序
能量最低原理
3.键能——键的牢固程度
共价 双原子分子：
1 大气压
1mol 分子 (气体)
原子（气） + D （离解能）
25℃ _
对共价型多原子分子 —— D
例： CH4
CH3H2+ H D = 443.1 kJ/ mol
CH2
CH + H
D = 441.1 kJ/ mol
12,000种 150,000 500,000 1750,000
CA统计（大学化学,2001,3,1-6）
65-70,年均新增26.2万个 1995-2000年均新增130万个 有机物总数 2600万(2000/10)
Organic Chem
University of Science and Technology of China
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
C H
CH2
150(pm)
H2C
C H
C
CH
143(pm)
2.键角——共价键之间的夹角
反应分子中原子在空间排列的形象
例
H
CH H 109o28H'
H
O H
105o
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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
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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。
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有 机 化 学
有机化学
第一章 绪论
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§1.有机化学的研究对象
一、有机化合物与有机化学
有机——有生命的机体中得到的物质 含有C和H——研究碳化物（或碳氰化物）
遵循 泡里不相容原理
洪特规则
最大重叠
此外还遵循成键三原则： 能量相近
对称性匹配
节面
+
C C 反键
C
C
π*
-
CC
成键
C
Cπ
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三、表征共价键的参数
1.键长
两原子核与核间 电子云的吸引力
两原子核之间 的排斥力
有机物与无机物的显著差别是由其组成和结构决定的
有机物
无机物
①.由C、O组成(易O燃2 ） CO2+H2O+Q
共价键
②.分子间作用力~范德华力m.p.低
③. 相似相溶
难溶于极性的水
④. 分子间碰撞——反应，
不是所有的碰撞都能反应
活化能高碰撞的位置、方向合适
离子键 离子晶格—高m.p.
易溶于极性的水
极快，故产率高
2HCl
y x 重叠最大 x 部分重叠
x
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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。
反应部位多，副反应多
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一、价键理论
两原子都有未成对电子 且自旋相反
原子轨道重叠 （电子匹配）
成键（定域键）
共价键的 最大重叠原理: 饱和性:
方 向 性 : 例 H2 + Cl2
y
+
x
H(1S)
达到平衡时的距离
Xpm
键长越短——核与核间电子云吸力越强
电子云集中于两核之间轨道重叠大
反之：则键弱，不稳定 不同的共价键，键长不同
键牢固、稳定
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表1.1 一些常见的共价键的键长
键 键长(pm) 键 键长(pm) 键 键长(pm)
3.有机物与无机物性质上的差异：
有机物
无机物
①. 易燃
不燃
②. 易挥发，
大多数难熔化的固体
常温下多为气体，液体
m.p.>600 ℃
或低熔点固体（m.p.<400℃ ）
③. 大多不溶于水，
较易溶于水
溶于有机溶剂
④. 反应较慢，
瞬间完成，产物单一
副反应多，产率较低
产率~100%
因此研究方法不同
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§2.共价键
C，第二周期，第四主族元素
既难失去四个 电子C+4
也难得到四个 电子 C-4
与其它的原子共享四对电子， 达到外层8电子的稳定结构。
共价键
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HA + HB
H2
φ1 - φ2 ψ2
+ HA HB φ1 φ2
反键 ψ 2=φ1 - φ2 成 键 ψ 1=φ1 + φ2
φ1
φ2
φ1+ φ2 ψ1
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电子在分子轨道中的填充顺序
能量最低原理
3.键能——键的牢固程度
共价 双原子分子：
1 大气压
1mol 分子 (气体)
原子（气） + D （离解能）
25℃ _
对共价型多原子分子 —— D
例： CH4
CH3H2+ H D = 443.1 kJ/ mol
CH2
CH + H
D = 441.1 kJ/ mol
12,000种 150,000 500,000 1750,000
CA统计（大学化学,2001,3,1-6）
65-70,年均新增26.2万个 1995-2000年均新增130万个 有机物总数 2600万(2000/10)
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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
C H
CH2
150(pm)
H2C
C H
C
CH
143(pm)
2.键角——共价键之间的夹角
反应分子中原子在空间排列的形象
例
H
CH H 109o28H'
H
O H
105o
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