有機化學課件 緒論

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1、第一章第一章 緒論緒論 廣東海洋大學應用化學系廣東海洋大學應用化學系有機化學有機化學 Organic Chemistry教材教材: :有機化學有機化學( (第二版）第二版） 趙建莊趙建莊 張金桐主編張金桐主編 高等教育出版社高等教育出版社1806年柏則里（年柏則里（Berzelius）首先提出）首先提出(有機化學有機化學)名詞名詞有機化學奠基于有機化學奠基于18世紀中葉世紀中葉生命力學說生命力學說1828年年F.Whler在實驗室由氰酸銨在實驗室由氰酸銨(NH4OCN)合成合成尿素尿素(NH2CONH2),促進了有機化合物的人工合成促進了有機化合物的人工合成:NH4OCNH2NCNH2O1.1

2、 有機化合物和有機化學有機化合物和有機化學一一.有機化學的發(fā)展有機化學的發(fā)展1845年年Kolbe合成了醋酸；合成了醋酸；1854年，柏賽羅年，柏賽羅(M.berthelot)合成油脂類化合物等。合成油脂類化合物等。19世紀下半葉世紀下半葉,有機合成得到了快速發(fā)展有機合成得到了快速發(fā)展,20世紀初世紀初開始建立了以開始建立了以煤焦油煤焦油為原料合成染料、藥物和炸藥為為原料合成染料、藥物和炸藥為主的有機化學工業(yè)主的有機化學工業(yè).20世紀世紀40年代開始發(fā)展了以年代開始發(fā)展了以石油石油為主要原料的有機為主要原料的有機化學工業(yè)化學工業(yè),特別是生產(chǎn)合成纖維特別是生產(chǎn)合成纖維 、合成橡膠、合成橡膠 、合

3、成樹、合成樹脂和塑料為主的有機合成材料工業(yè)脂和塑料為主的有機合成材料工業(yè).有機化合物的主要特征有機化合物的主要特征:都含有碳原子都含有碳原子,即都是含碳即都是含碳化合物化合物. 二二.有機化學的定義有機化學的定義 有機化學有機化學就是研究就是研究含碳含碳化合物的化學化合物的化學. Organic Chemistry is the Chemistry of Carbon Compounds 絕大多數(shù)有機化合物也都含有氫絕大多數(shù)有機化合物也都含有氫,從結構上看從結構上看,所有所有的有機化合物都可以看作碳氫化合物以及從碳氫化合的有機化合物都可以看作碳氫化合物以及從碳氫化合物衍生而得的化合物。物衍生而

4、得的化合物。 當然當然,對對CO、CO2、CO32-、CN- 等簡單化合物習等簡單化合物習慣上還是稱作無機化合物慣上還是稱作無機化合物.有機化學有機化學 就是研究就是研究碳氫碳氫化合物及其衍生物的化學化合物及其衍生物的化學.自自然然界界中中碳碳的的循循環(huán)環(huán) 絕大多數(shù)有機物只是由碳，氫，氧，鹵素，硫和絕大多數(shù)有機物只是由碳，氫，氧，鹵素，硫和 磷等少數(shù)元素組成磷等少數(shù)元素組成,但種類繁多。但種類繁多。 碳元素碳元素:核外電子排布核外電子排布 1s22s22p2 碳原子相互結合能力很強（碳鏈和碳環(huán)）碳原子相互結合能力很強（碳鏈和碳環(huán)） 碳的同素異形體碳的同素異形體: (1)石墨石墨 (2)金剛石金

5、剛石 (3)足球烯足球烯 （富勒烯）（富勒烯）（C60/C70）1.2 有機化合物的特點有機化合物的特點石墨的晶體結構石墨的晶體結構 (SP2)金剛石的晶體結構金剛石的晶體結構( SP3)足球烯足球烯(富勒烯富勒烯)(Footballene):單純單純由碳元素結合形成的穩(wěn)定分子，具由碳元素結合形成的穩(wěn)定分子，具有有60個頂點和個頂點和32個面，其中個面，其中12個面?zhèn)€面為正五邊形，為正五邊形，20個面為正六邊形，個面為正六邊形，整個分子形似足球。具有整個分子形似足球。具有芳香性芳香性。 C60 / C70中中的碳原子處于的碳原子處于 (SP2- SP3) 中間中間過渡態(tài)。過渡態(tài)。含碳化合物的轉

6、化含碳化合物的轉化 CH4 CH3Cl . CCl4 C金剛石金剛石 不同化合物之間的轉化（官能團）、碳鏈的增加和不同化合物之間的轉化（官能團）、碳鏈的增加和 減少減少 分子式相同而結構相異因而其性質也各異的分子式相同而結構相異因而其性質也各異的不同不同化合物化合物,稱為同分異構體稱為同分異構體,這種現(xiàn)象叫同分異構現(xiàn)象這種現(xiàn)象叫同分異構現(xiàn)象.例例1:乙醇乙醇和二甲醚和二甲醚 CH3CH2-OH, CH3-O-CH3例例2:丁丁烷烷和和異丁烷異丁烷 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH31.2.1 有機化合物結構上的主要特點有機化合物結構上的主要特點:同分異構現(xiàn)象同分異構現(xiàn)象一一.同

7、分異構現(xiàn)象同分異構現(xiàn)象 碳化合物含有的碳原子數(shù)和原子種類越多碳化合物含有的碳原子數(shù)和原子種類越多,它的同它的同分異構體也越多分異構體也越多.如如: C7H16的的同分異構體數(shù)同分異構體數(shù) 9 個個. C8H18的的同分異構體數(shù)可達同分異構體數(shù)可達18個個. C10H22的的同分異構體數(shù)可達同分異構體數(shù)可達75個個. 象丁烷和異丁烷異構象丁烷和異丁烷異構,只是分子中各原子間相互結只是分子中各原子間相互結合的順序不同而引起的合的順序不同而引起的,只是只是構造構造不同而導致的異構現(xiàn)不同而導致的異構現(xiàn)象象,又叫做構造異構現(xiàn)象又叫做構造異構現(xiàn)象. 此外此外,有機化合物還可由于有機化合物還可由于構型（順、

8、反；構型（順、反；Z、E；R、S）和和構象構象不同而造成異構現(xiàn)象不同而造成異構現(xiàn)象. 是指是指:分子中原子間的排列次序分子中原子間的排列次序,原子相互間的立原子相互間的立體位置體位置,化學鍵的結合狀態(tài)以及分子中電子的分布狀態(tài)化學鍵的結合狀態(tài)以及分子中電子的分布狀態(tài)等各項內(nèi)容在內(nèi)的總稱等各項內(nèi)容在內(nèi)的總稱.二二. 構造異構現(xiàn)象構造異構現(xiàn)象三三. 化合物的結構化合物的結構與無機物與無機物,無機鹽相比無機鹽相比,有機化合物一般有以下特點有機化合物一般有以下特點:(1) 大多數(shù)有機化合物可以燃燒大多數(shù)有機化合物可以燃燒( (如汽油如汽油) ). . (2) 一般有機化合物熱穩(wěn)定性較差一般有機化合物熱穩(wěn)

9、定性較差, ,易受熱分解易受熱分解. 許多有機化合物在許多有機化合物在200300時就逐漸分解時就逐漸分解.(3) 許多有機化合物在常溫下為氣體許多有機化合物在常溫下為氣體 、液體、液體. 常溫下為固體的有機化合物常溫下為固體的有機化合物,其熔點一般也很低其熔點一般也很低,一一 般很少超過般很少超過300,因為有機化合物晶體一般是由較因為有機化合物晶體一般是由較 弱的分子間力維持所致弱的分子間力維持所致.1.2.2 有機化合物性質上的特點有機化合物性質上的特點(4) 一般有機化合物的極性較弱或沒有極性一般有機化合物的極性較弱或沒有極性. 水是極性強水是極性強,介電常數(shù)很大的液體介電常數(shù)很大的液

10、體,一般有機物難溶一般有機物難溶于水或不溶于水于水或不溶于水.而易溶于某些有機溶劑而易溶于某些有機溶劑(苯、乙醚、苯、乙醚、丙酮丙酮 、石油醚、石油醚).但一些極性強的有機物但一些極性強的有機物,如低級醇如低級醇 、羧酸羧酸 、磺酸等也溶于水、磺酸等也溶于水.(5) 有機物的反應多數(shù)不是離子反應有機物的反應多數(shù)不是離子反應, ,而是分子而是分子間的反應間的反應. .除自由基型反應外除自由基型反應外, ,大多數(shù)反應需要大多數(shù)反應需要一定的時間一定的時間. 為加速反應為加速反應,往往需要加熱、加催化劑或光照等手往往需要加熱、加催化劑或光照等手段來增加分子動能、降低活化能或改變反應歷程來段來增加分子

11、動能、降低活化能或改變反應歷程來縮短反應時間縮短反應時間.(6) 有機反應往往不是單一反應有機反應往往不是單一反應.(.(主反應和副主反應和副反應反應) ). 碳元素碳元素:核外電子排布核外電子排布 1S22S22P2,不易獲得或不易獲得或失去價電子失去價電子,易形成共價鍵易形成共價鍵.(1) 路易斯結構式路易斯結構式: 用共用電子的點來表示共價用共用電子的點來表示共價鍵的結構式鍵的結構式.(2) 凱庫勒結構式凱庫勒結構式: 用一根短線代表一個共價鍵用一根短線代表一個共價鍵.路易斯結構式路易斯結構式凱庫勒結構式凱庫勒結構式1.3 有機化合物中的共價鍵有機化合物中的共價鍵 C + 4H C HH

12、HHCHHHH原子軌道原子軌道原子中每個電子的運動狀態(tài)都可以用原子中每個電子的運動狀態(tài)都可以用一個單電子的波函數(shù)一個單電子的波函數(shù) （x，y，z）來描述來描述. 稱為原稱為原子軌道子軌道,因此電子云的形狀也可以表達為軌道的形狀因此電子云的形狀也可以表達為軌道的形狀.（1）價鍵的形成可看作是原子軌道的重疊價鍵的形成可看作是原子軌道的重疊(交蓋交蓋)或電或電子子(自旋相反自旋相反)配對的結果。配對的結果。（2）共價鍵具有飽和性共價鍵具有飽和性一個未成對的電子既經(jīng)配一個未成對的電子既經(jīng)配對成鍵對成鍵,就不能與其它未成對電子偶合就不能與其它未成對電子偶合.（3）共價鍵具有方向性共價鍵具有方向性(最大重

13、疊原理最大重疊原理):兩個電子的兩個電子的原子軌道的重疊部分越大原子軌道的重疊部分越大,形成的共價鍵就越牢固形成的共價鍵就越牢固.一一 、量子化學的價鍵理論量子化學的價鍵理論:方向性方向性決定分子空間構型，因而影響分子性質決定分子空間構型，因而影響分子性質.原子軌道的概念原子軌道的概念原子軌道示意圖原子軌道示意圖 ： 價鍵理論認為共價鍵的形成是價鍵理論認為共價鍵的形成是原子軌道重疊或電子云交蓋原子軌道重疊或電子云交蓋的的結果。結果。H+ H=HH價鍵理論的三個要點：價鍵理論的三個要點：定域性定域性飽和性飽和性方向性方向性 + 4HCHCHHHCHHHH+H(1s)Cl(2p)重疊最大穩(wěn)定結合不

14、穩(wěn)定結合（1）（3）不能結合（2）重疊較小ClClClHHH共價鍵具有方向性共價鍵具有方向性(最大重疊原理最大重疊原理):2p1syx1s2pyx（a a）x x軸方向結合成鍵軸方向結合成鍵（b b）非非x x軸方向重疊較小軸方向重疊較小不能形成鍵不能形成鍵(1)(1)當原子組成分子時當原子組成分子時, ,形成共價鍵的電子即運動形成共價鍵的電子即運動于整個分子區(qū)域于整個分子區(qū)域;(2) 分子中價電子的運動狀態(tài)分子中價電子的運動狀態(tài),即分子軌道即分子軌道,用波函數(shù)用波函數(shù) 來來描述描述;(薛定諤方程的解薛定諤方程的解)(3) 分子軌道由原子軌道線性組合形成分子軌道由原子軌道線性組合形成(LCAO

15、) ,形形成的軌道數(shù)與參與成鍵的原子軌道數(shù)相等成的軌道數(shù)與參與成鍵的原子軌道數(shù)相等. 1= 1 + 2 (符號相同符號相同,即即:波相相同波相相同.成鍵軌道成鍵軌道) 2= 1 - 2 (符號不同符號不同,即即:波相相反波相相反.反鍵軌道反鍵軌道)二二 、分子軌道理論、分子軌道理論 每個分子軌道只能容納兩個自旋相反的電子每個分子軌道只能容納兩個自旋相反的電子. 電子總是首先進入能量低的分子軌道電子總是首先進入能量低的分子軌道.2個氫原子軌道組成個氫原子軌道組成2個氫分子軌道個氫分子軌道成鍵軌道1=1 + 2 成鍵軌道1=1 + 2 反鍵軌道2=1 - 2 三三 、雜化軌道理論、雜化軌道理論（h

16、ybrid orbital theory） 2p 2s 1s 能能 量量碳原子基態(tài)的電子構型碳原子基態(tài)的電子構型2p 2s 1s 一個一個2s電子激發(fā)至能量較高的電子激發(fā)至能量較高的2pz空軌道只需要空軌道只需要402 kJ/mol能能 量量2p 2s 1s 基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)sp3雜化態(tài)雜化態(tài)碳原子碳原子2s電子的激發(fā)和電子的激發(fā)和sp3雜化雜化 C采取采取sp3雜化軌道與雜化軌道與4個個H原子的原子的s原子軌道形成原子軌道形成4個個 sp3-s型的型的C-H鍵鍵(CH4)比比形成形成CH2要要穩(wěn)定的多穩(wěn)定的多.(4144-402)kJ/mol。形成形成CH4 時仍有約時仍有約1255 k

17、J/mol能量能量釋放出。釋放出。所以這個體系比形成兩個共價鍵的所以這個體系比形成兩個共價鍵的CH2穩(wěn)定穩(wěn)定的多。的多。 這四個這四個sp3雜化軌道的能量是相等的雜化軌道的能量是相等的,每一軌道相等于每一軌道相等于 1/4 s成分成分,3/4 p成分成分.sp3雜化軌道的圖形雜化軌道的圖形1931年，鮑林（年，鮑林（Pauling L）提出了原子軌道雜化理論。提出了原子軌道雜化理論。 碳原子核外共有碳原子核外共有6 6個電子，其正常狀態(tài)下的核外電子排布個電子，其正常狀態(tài)下的核外電子排布是：是：1S1S2 22S2S2 22P2P2 2雜化光 或2P2P2SSP32S基態(tài)激發(fā)態(tài)雜化態(tài)激發(fā) 雜化后

18、形成四個能量相等的新軌道稱為雜化后形成四個能量相等的新軌道稱為SPSP3 3軌道軌道，這種，這種雜化方式稱為雜化方式稱為SPSP3 3雜化雜化，每一個，每一個SPSP3 3雜化軌道都含有雜化軌道都含有1/4 S1/4 S成分和成分和3/4 P3/4 P成分成分 。雜化與雜化軌道：雜化與雜化軌道：雜化是指在形成分子時，由于原子間的相雜化是指在形成分子時，由于原子間的相互影響，若干不同類型而能量相近的原子軌道混合起來互影響，若干不同類型而能量相近的原子軌道混合起來，重新組合成一組新軌道的過程，所形成的新軌道稱為，重新組合成一組新軌道的過程，所形成的新軌道稱為雜化軌道。雜化軌道。注意：注意：孤立的原

19、子不可能發(fā)生雜化孤立的原子不可能發(fā)生雜化，只有在形成分子的過程中才只有在形成分子的過程中才會發(fā)生。會發(fā)生。雜化前后，原子軌道的總數(shù)目保持不變雜化前后，原子軌道的總數(shù)目保持不變。條件不同，雜化軌道的類型可能不同。條件不同，雜化軌道的類型可能不同。(1).SP(1).SP3 3 雜化：雜化：碳原子的雜化類型：碳原子的雜化類型：1S + 3P = 4SP1S + 3P = 4SP3 3 109.5 109.5。正四面體構型正四面體構型 價鍵一般為價鍵一般為單鍵如烷烴。單鍵如烷烴。與基態(tài)軌道相比，雜化軌道具有以下特點：與基態(tài)軌道相比，雜化軌道具有以下特點：a). a). 能量相等，成分相同（能量相等，

20、成分相同（1/4s1/4s軌道和軌道和3/4p3/4p軌道）；軌道）；b). b). 雜化軌道的電子云分布更集中，有利于成鍵軌道間的最雜化軌道的電子云分布更集中，有利于成鍵軌道間的最大重疊，成鍵能力增強；大重疊，成鍵能力增強；c). sp3 c). sp3 雜化軌道在空間盡量伸展，呈最穩(wěn)定正四面雜化軌道在空間盡量伸展，呈最穩(wěn)定正四面體型，軌道夾角體型，軌道夾角1091092828。 sp3 sp3 雜化又稱為正四面雜化又稱為正四面體雜化。體雜化。(2). sp(2). sp2 2 雜化雜化1S1S + 2P = 3SP2 120。 平面三角形平面三角形 價鍵一般為雙鍵價鍵一般為雙鍵如烯烴如烯烴

21、 。(3)(3). sp sp 雜化雜化：1S + 1P = 2SP 180。 直線構形直線構形 價鍵一般為三鍵如炔烴價鍵一般為三鍵如炔烴。原子軌道的成鍵能力比較：原子軌道的成鍵能力比較：SP3 SP2 SP 未雜化原子軌道未雜化原子軌道鍵鍵：“頭碰頭頭碰頭”，沿原子軌道對稱軸方向相互重疊形成的，沿原子軌道對稱軸方向相互重疊形成的鍵，可旋，穩(wěn)定，如鍵，可旋，穩(wěn)定，如 CHCH4 4 分子中的分子中的C-HC-H鍵鍵 。 共價鍵的分類共價鍵的分類鍵鍵：“肩并肩肩并肩”，P P軌道平行，側面重疊成鍵，不可旋軌道平行，側面重疊成鍵，不可旋轉，易斷裂，如轉，易斷裂，如 C C2 2H H4 4 分子中

22、的分子中的C=CC=C鍵。鍵。鍵必須與鍵必須與鍵共存鍵共存(1)鍵長鍵長（bond length） 形成共價鍵的兩個原子形成共價鍵的兩個原子的原子核之間的距離的原子核之間的距離. (不同化合物中同一類型的共不同化合物中同一類型的共價鍵也可能稍有不同價鍵也可能稍有不同,平均鍵長平均鍵長) (2)鍵角鍵角（bond angle） 任何一個兩價以上的原子任何一個兩價以上的原子,與其它原子所形成的兩個共價鍵之間的夾角與其它原子所形成的兩個共價鍵之間的夾角.(3)鍵能鍵能（bond energy） 氣態(tài)原子氣態(tài)原子A和和氣態(tài)氣態(tài)原子原子B結合成結合成A-B分子分子(氣態(tài)氣態(tài))所放出的能量所放出的能量,也

23、就是氣態(tài)分也就是氣態(tài)分子子A-B理解成理解成A和和B兩個原子兩個原子(氣態(tài)氣態(tài))時所吸收的能量時所吸收的能量. 泛指多原子分子中幾個同類型鍵的離解能的平均值泛指多原子分子中幾個同類型鍵的離解能的平均值. 離解能離解能一個共價鍵離解所需的能量一個共價鍵離解所需的能量.指離解特指離解特定共價鍵的鍵能定共價鍵的鍵能.注意鍵能與離解能在概念上的區(qū)別注意鍵能與離解能在概念上的區(qū)別 ！1.4 有機化合物中共價鍵的性質有機化合物中共價鍵的性質 (4)鍵的極性鍵的極性（bond polarity）和元素的電負性和元素的電負性分子的偶極矩分子的偶極矩HH，ClCl，成鍵電子云對稱分布于兩個原子之間，這樣的成鍵電

24、子云對稱分布于兩個原子之間，這樣的共價鍵沒有極性。下列化合物有極性：共價鍵沒有極性。下列化合物有極性： H( +)Cl( -)， H3C( +) Cl( -)部分負電荷（部分負電荷（ -）部分正電荷（部分正電荷（ +）CH3CH2CH2Cl誘導效應誘導效應電負性電負性一個元素吸引電子的能力。一個元素吸引電子的能力。偶極矩偶極矩正電中心或負電中心的電荷與兩個電荷正電中心或負電中心的電荷與兩個電荷中心之間的距離中心之間的距離d的乘積的乘積. (方向性方向性:正到負正到負,一般用符號一般用符號 表示。表示。 q d (D,德拜德拜) 在雙原子分子中，鍵的極性就是分子的極性，鍵的在雙原子分子中，鍵的極

25、性就是分子的極性，鍵的偶極矩就是分子的偶極矩。偶極矩就是分子的偶極矩。 在多原子組成的分子中，分子的偶極矩是分子中各在多原子組成的分子中，分子的偶極矩是分子中各個鍵的偶極矩的向量和。個鍵的偶極矩的向量和。HCl CH3Cl HC CH=1.03D=1.87D=0(1)均裂均裂: A:B A + B Cl : Cl (光照光照) Cl + Cl CH4 + Cl CH3 + H : Cl 定義定義:兩個原子之間的共用電子對均勻分裂兩個原子之間的共用電子對均勻分裂,兩個原子兩個原子各保留一個電子的斷裂方式各保留一個電子的斷裂方式.產(chǎn)生活潑的產(chǎn)生活潑的自由基自由基(游離游離基基).1.5 共價鍵的斷

26、裂共價鍵的斷裂-均裂與異裂均裂與異裂A:B AA:B A + B + B 自由基自由基(2)異裂異裂: A:B A+ + B- (CH3)3C : Cl (CH3)3C+ + Cl- 定義定義:共價鍵斷裂時共價鍵斷裂時, ,兩原子間的共用電子對完全轉移兩原子間的共用電子對完全轉移到其中的一個原子上的斷裂方式到其中的一個原子上的斷裂方式. .結果產(chǎn)生正結果產(chǎn)生正 、負離負離子子. .(3)協(xié)同反應協(xié)同反應有些有機反應過程沒有明顯分步的共有些有機反應過程沒有明顯分步的共價鍵均裂或異裂價鍵均裂或異裂, ,只是通過一個環(huán)狀的過渡態(tài)只是通過一個環(huán)狀的過渡態(tài), ,化學鍵化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成同時完成

27、而得到產(chǎn)物的斷裂和新化學鍵的生成同時完成而得到產(chǎn)物. .1.6 有機化合物構造式的表示方法有機化合物構造式的表示方法1.1.電子式電子式CCHHHH2.2.平面投影式平面投影式 （簡化式（簡化式 縮寫式）縮寫式）CHHHCCHHHHHCH3CH2CH3CH3CH2CH33.3.折線式折線式OOH4.透視式（前）透視式（前）（后兩者為（后兩者為投影式）投影式）CHClHClCCHHClClHHClCl 凡是能給出凡是能給出質子質子的叫酸的叫酸,凡是能與質子結合的叫堿凡是能與質子結合的叫堿.在有機化學中的酸堿一般指此類在有機化學中的酸堿一般指此類. HCl Cl- (共軛酸堿共軛酸堿) HSO4-

28、 (既是酸既是酸,也是堿也是堿)1.7 有機化學中的酸堿概念有機化學中的酸堿概念1.7.1 布倫斯特和路易斯酸堿定義布倫斯特和路易斯酸堿定義(1) 布倫斯特布倫斯特(B)酸堿酸堿 強酸的共軛堿必是弱堿（如：強酸的共軛堿必是弱堿（如：HCl和和Cl-） 弱酸（弱酸（CH3COOH）的共軛堿是強堿（的共軛堿是強堿（CH3COO -） 酸堿的概念是相對的：如酸堿的概念是相對的：如HSO4-布布倫倫斯特的斯特的酸堿酸堿概念概念酸：能釋放質子的物質（分子或離子）酸：能釋放質子的物質（分子或離子）堿：能接受質子的物質（分子或離子）堿：能接受質子的物質（分子或離子）HClHCl + H + H2 2O =

29、HO = H3 3O O+ + + + ClCl- -酸酸 堿堿 共軛酸共軛酸 共軛堿共軛堿酸的酸的pKapKa與其共軛堿的與其共軛堿的pKpKb b之和是之和是1414。 凡是能接受外來凡是能接受外來電子對電子對的都叫做酸的都叫做酸,凡是能給予電子凡是能給予電子對的都叫做堿對的都叫做堿.(2)路易斯路易斯(L)酸堿酸堿路易斯的電子論概念路易斯的電子論概念酸：接受電子對的物質酸：接受電子對的物質堿：供給電子對的物質堿：供給電子對的物質A +BBA 酸酸 堿堿 酸堿配合物酸堿配合物路易斯電子論的酸堿概念擴大了酸堿范圍。路易斯電子論的酸堿概念擴大了酸堿范圍。 B的核外電子排布的核外電子排布:1s2

30、2s22p1; Al 的核外電子排布的核外電子排布:3s23p1 BF3(酸酸) + : NH3 (堿堿) F3B-NH3 sp3 AlCl3 (酸酸) + : Cl- (堿堿) Cl3Al-Cl = AlCl4- 注意注意缺電子化合物缺電子化合物: 共價性高共價性高,有空軌道有空軌道. 路易斯路易斯(L)酸酸：能接受外來電子對能接受外來電子對,具有親電性具有親電性.在反應時在反應時, 有親近另一分子的負電荷中心的傾向有親近另一分子的負電荷中心的傾向,又叫又叫親電試劑親電試劑. 路易斯路易斯(L) 堿堿：能給予電子對能給予電子對,具有親核性具有親核性. 在在反應時反應時, 有親近另一分子的正電

31、荷中心的傾向有親近另一分子的正電荷中心的傾向,又又叫叫親核試劑親核試劑(“(“核核”作為正電荷的同義語作為正電荷的同義語) ). 如：如：(3)親電性與親電試劑親電性與親電試劑HO - + CH3I CH3OH + I- +-(1) 酸的強弱酸的強弱 HA + H2O H3O+ + A- Keq = H3O+ A-/HAH2O 在稀水溶液中在稀水溶液中: Ka=KeqH2O=H3O+ A-/HA Ka 為酸性常數(shù)為酸性常數(shù). 一般以一般以 Ka 值的負對數(shù)值的負對數(shù) pKa 來表示酸的強弱來表示酸的強弱. pKa = -lgKa pKa值越低酸性越強值越低酸性越強.1.7.2 酸堿的強弱和酸堿

32、反應酸堿的強弱和酸堿反應 在有機化學中關于酸堿的強弱一般也是指在有機化學中關于酸堿的強弱一般也是指布倫斯特布倫斯特 定義的酸堿定義的酸堿.(2) 堿的強弱堿的強弱 同理堿強度以同理堿強度以 pKb表示表示,也常用其共軛酸的也常用其共軛酸的 pKa 值來值來表示表示. 共軛酸強則其共軛堿是個弱堿共軛酸強則其共軛堿是個弱堿.（3）酸堿反應）酸堿反應 利用各化合物的利用各化合物的pKa值來預測酸堿反應的進行值來預測酸堿反應的進行,例例: CH3COOH + OH- - CH3COO- - + H- -OH乙酸乙酸(pKa=4.72) 共軛共軛堿堿(強強) 共軛共軛堿堿(弱弱) 水水(pKa=15.7

33、4) 乙酸的酸性比水強乙酸的酸性比水強 質子的轉移總是由弱堿轉移到強堿質子的轉移總是由弱堿轉移到強堿 反應向右進行反應向右進行.(1) 開鏈族化合物開鏈族化合物(脂肪族化合物脂肪族化合物): 正丁烷正丁烷, 異丁烷異丁烷(2) 碳環(huán)族化合物碳環(huán)族化合物 A:脂環(huán)族化合物脂環(huán)族化合物: 環(huán)戊烷環(huán)戊烷, 環(huán)己烷環(huán)己烷 B:芳香族化合物芳香族化合物: 苯苯, 萘萘(3) 雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物: 呋喃呋喃, 吡啶吡啶1.8 有機化合物的分類有機化合物的分類一一.按碳鏈分類按碳鏈分類 按分子中含有相同的、容易發(fā)生某些特征反應的按分子中含有相同的、容易發(fā)生某些特征反應的(1) 原子原子 (如鹵素原子如鹵素

34、原子)(2) 原子團原子團 (如如:羥基羥基 - -OH 、羧基羧基 - -COOH 、硝基硝基- -NO2， 氨基氨基- -NH2 等等) (3) 或某些特征化學鍵結構或某些特征化學鍵結構(如雙鍵如雙鍵 C=C 、 叁鍵叁鍵 - - C C - - )等分類等分類.二二. 按官能團分類按官能團分類1.9 有機化學的發(fā)展及學習有機化學的重要性有機化學的發(fā)展及學習有機化學的重要性 有機化學是一門迅速發(fā)展的學科有機化學是一門迅速發(fā)展的學科 。是重要的基礎課。是重要的基礎課。有機合成化學天然有機化學生物有機化學金屬與元素有機化學物理有機化學有機分析化學藥物化學香料化學農(nóng)藥化學有機新材料化學 等學科生

35、命科學材料科學環(huán)境科學化學生物學能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè) 等方面.當代有機化學發(fā)展的一個重要趨勢：當代有機化學發(fā)展的一個重要趨勢：與生命科學的結合與生命科學的結合。 預習；預習； 認真聽課（補充內(nèi)容的筆記）；認真聽課（補充內(nèi)容的筆記）； 再獨立完成作業(yè)（勤翻書本）再獨立完成作業(yè)（勤翻書本） ； 做完作業(yè)后的單元（總結）復習；做完作業(yè)后的單元（總結）復習； 適當做些課外參考書上的習題。適當做些課外參考書上的習題。2.0 如何學好有機化學如何學好有機化學 研究生考試研究生考試 化學化學(農(nóng)農(nóng)) 2009年大綱內(nèi)容年大綱內(nèi)容 考試形式和試卷結構考試形式和試卷結構 一、試卷滿分及考試時間一、試卷滿分及考試時間

36、 本試卷滿分為本試卷滿分為150分，考試時間為分，考試時間為180分鐘。分鐘。 二、答題方式二、答題方式 答題方式為閉卷、筆試。答題方式為閉卷、筆試。 三、試卷內(nèi)容結構三、試卷內(nèi)容結構 無機及分析化學無機及分析化學 50% 有機化學有機化學 50% 四、試卷題型結構四、試卷題型結構 單項選擇題單項選擇題 30小題，每小題小題，每小題2分，共分，共60分分 填空題填空題 35空，每空空，每空1分，共分，共35分分 計算、分析與合成題計算、分析與合成題 8小題，共小題，共55分分 有機化學有機化學 有機化學考試內(nèi)容主要包括：有機化合物有機化學考試內(nèi)容主要包括：有機化合物的命名、結構、物理性質、化學

37、性質、合的命名、結構、物理性質、化學性質、合成方法及其應用；有機化合物各種類型的成方法及其應用；有機化合物各種類型的異構現(xiàn)象；有機化合物分子結構與理化性異構現(xiàn)象；有機化合物分子結構與理化性質之間的關系，典型有機化學反應機制。質之間的關系，典型有機化學反應機制。要求考生掌握有機化學的基礎知識和基本要求考生掌握有機化學的基礎知識和基本理論，具有獨立分析解決有關化學問題的理論，具有獨立分析解決有關化學問題的能力。能力。 研究生考試研究生考試 化學化學(農(nóng)農(nóng))有機化學部分考查范圍有機化學部分考查范圍 一、有機化學概論一、有機化學概論 考試內(nèi)容考試內(nèi)容 有機化合物與有機化學有機化合物與有機化學 化學鍵與分子結構化學鍵與分子結構 有機化合有機化合物結構特點與反應特性物結構特點與反應特性 考試要求考試要求 1掌握有機化合物中的共價鍵，碳原子的雜化軌道，掌握有機化合物中的共價鍵，碳原子的雜化軌道，鍵和鍵和鍵，碳原子的特性及有機化合物分子的立體形象鍵，碳原子的特性及有機化合物分子的立體形象。 2掌握有機化合物結構與物理性質的關系。掌握有機化合物結構與物理性質的關系。 3了解有機化學反應特征及基本類型。了解有機化學反應特征及基本類型。