（精）第1章 化学键与分子结构.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 高等有机化学 授课教师：李传莹 地址：3N-502 手机* 教材： 《高等有机化学》，魏荣宝 编著，高等教育出版社，2007年，第1版。 《高等有机化学》，汪秋安 编著，化学工业出版社，2009年，第2版。 参考书： 1、《高等有机化学》，荣国斌、袁履冰、王全瑞、杨毅、李明慧 编著， 华东理工大学出版社，2007年。 2、《Advanced Organic Chemistry》（第五版）, Francis A. Carey, Richard J. Sundburg编著, Springer出版社，2007年。 3、《March’s Advanced Organic Chemistry》（第六版）, Michael B. Smith, Jerry March编著, Wiley-Interscience出版社, 2007年。 4、《高等有机化学习题精解》，魏荣宝，阮伟祥 编著，国防工业出版社， 2008年。 第一部分 绪论 * 葛美林(Gmelin L.)于1848年对有机化学的定义是：研究碳的化学。 有机化学仅是化学的一章，将其单独列为一个学科的原因： 1、有机物数目庞大，大于1000万种。无机物仅有几万种。 2、有机物与无机物具有不同的性能： 分子组成复杂。 容易燃烧。 熔点低，一般在400 oC以下。 难溶于水。 反应速率比较慢。 副反应较多。 * C 1s22s22p2 研究有机物的过程： 1、提纯 结晶、蒸馏、升华、萃取、层析等 2、分析 元素分析、化学方法、物理方法 物理方法包括：核磁共振谱、质谱、红外光谱、 紫外光谱，X-ray、电子衍射等 * 结构概念和结构理论： 1、凯库勒及古柏尔德两个重要基本规则（1857年）： 碳原子是四价的 碳原子互相结合成键 2、布特列洛夫的化学结构概念： 分子的性质取决于组成它的原子的性质、数量和彼此关系。 从分子的化学性质可以确定化学结构，反过来，从化学结构 可以了解和预测分子的化学性质。 3、范霍夫及勒贝尔首次提出了原子的立体概念。 开辟了新的领域：立体化学。 * 高等有机化学(Advanced Organic Chemistry) 主要论述有机化合物的结构、反应机理以及它们之间的联系。 1、有机化合物的结构与性质的关系 诱导效应、共轭效应、空间效应、环境效应等 2、有机反应机理 了解有机反应的本质，对反应结果进行解释和预测。 目前已经发现的活性中间体物种：自由基、碳负离子、碳正离子、 离子游离基、卡宾、芳炔、内鎓盐等以及非碳活性中心的有机中间体。 * 原子核外电子的排布有一定的规律： 1、每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反配对， 这是鲍里(Pauli W.)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。 原子轨道离核越近，能量越低。 3、有几个简并轨道而又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，这是洪特(Hund F.)规则。 * * 第1章 化学键与分子结构 * 主要内容： 1.1 杂化轨道 1.2 键长、键能、偶极矩 1.3 诱导效应与场效应 1.4 共轭效应与超共轭效应 1.5 分子轨道理论 1.6 芳香性与休克尔规则 * 1.1 杂化轨道 * 甲烷分子为正四面体结构，四个碳氢键均相同，键角为109o28’。 电子跃迁 杂化 1.1.1 sp3杂化与四面体构型 * 1.1.2 sp2杂化与平面构型 * 1.1.3 sp杂化与线状构型 * 联烯结构 * 1.2 键长、键能、偶极矩 键能是指在气态下，将结合两个原子的共价键断裂成原子时所吸收的能量。 键长是指形成共价键的两个原子的原子核之间所保持的一定的距离。 偶极距表示共价键极性的大小，为电荷与正负电荷距离的乘积。 偶极距的方向为正电荷指向负电荷，是一个矢量。 * 1.3 诱导效应与场效应 诱导效应(Inductive effect，简称I效应)：因某一原子或原子团的电负性， 而引起分子中键电子云分布发生变化，进而引起分子性质发生变化的效应。 * * 诱导效应可以静电诱导方式沿着分子链由近及远地传递下去，在分子链上 不会出现正负交替现象。而且随着距离增加，诱导效应明显减弱。 一些脂肪酸和取代羧酸的pKa值 * 场效应(Field effect，简称F效应)：分子中极性基团通过空间电场的相互影响， 使基团