有机化学演讲[精选].ppt

莱纳斯·卡尔·鲍林（Linus Carl Pauling） 鲍林在化学上的的主要贡献 共振论的起源 共振论 共振式的书写规则 共振式的应用 说明分子的性质 判断物质的稳定性 举例 共振理论的应用举例 共振论的局限性 * 共振论 美国著名化学家，量子化学和结构生物学的先驱者之一。 1954年因在化学键方面的工作取得诺贝尔化学奖，1962年因反对核弹在地面测试的行动获得诺贝尔和平奖，成为获得不同诺贝尔奖项的两人之一（另一人为居里夫人）。鲍林被认为是20世纪对化学科学影响最大的人之一。 他所撰写的《化学键的本质》被认为是化学史上最重要的著作之一。 一、杂化轨道理论（1928年） 二、共振理论（1931年） 三、电负性（1932年） 四、生物大分子结构和功能（1951年） 在共振论提出之前，人们研究分子中电子的运动，都是以价键法为判断依据的。价键理论是一种获得分子薛定谔方程近似解的处理方法，又称电子配对法。它主要用来描述分子中的共价键和共价结合，其核心思想是电子配对形成定域化学键。价键法强调分子运动的局部性，即成对自旋的电子运动在两个原子核之间而使两个原子结合在一起，这个作用力称之为共价键。 绝大部分情况下，价键法所表示出来的分子都能很好地解释分子本身的性质。 但是用价键法来说明共轭体系的化合物结构式时发现，经典结构式不能很好地解释一些现象。 举例如下： 1、1,3-丁二烯的经典结构式为 ，但实验测得的键长数据及其物理性质和化学性质表明该化合物C（1）—C（2）之间和C（3）—C（4）之间的双键特性和C（2）—C（3）之间的单键特性与通常情况不完全一样，即双键比一般的双键要长，而单键比一般的单键要短。 2、羧酸（包括碳酸这一无机酸）解离出氢质子后变成羧基负离子。在羧基负离子中，碳原子和两个氧原子之间的键是完全一样的，但是这种结构用经典结构式是难以表示出来。 共振论的基本思想是当一个分子、离子或者自由基按价键规则无法用一个经典结构式圆满表达时，可以用若干经典结构式的共振来表达该分子的结构，即共轭分子的真实结构式是由这些可能的经典结构式叠加而成的。 这样的经典结构式称为共轭式或极限式，相应的结构可看成是共振结构或者极限结构，这样形成的分子、离子或者自由基被称为杂化体。 说明： 1、杂化体并不是各种极限式的混合体，也不是它们的平衡体系，共振式所代表的分子实际上是不存在的。 2、共振式代表了分子内部电子的不同排布，各个原子的排布不变。 3、不同的共振结构式对共振杂化体的贡献不一样，越稳定的共振结构式代表的经典结构式对共振杂化体的贡献越大。 1、所有的共振式都必须满足路易斯结构式 2、同一个分子的共振式必须要有相同的原子排列顺序 3、同一个分子的共振式要有相同的未成对电子数 一、说明分子的一些性质 二、判断物质稳定性 以苯分子为例 苯的共振结构式如图： 显然这两个共振式的稳定性相同，即苯分子的两个共振式对其分子结构式的贡献相同，所以苯环上碳原子之间的六个化学键相同，它们“既不是单键也不是双键，而是介于单键和双键之间的特殊共价键”（高中的说法）。 现在我们知道了，这个特殊共价键形成的原因在于苯环内部有一个大π键，六个碳原子共用六个电子。 1、极限结构式的电荷越分散极限结构越稳定 2、原子具有完整的价电子层的极限结构更稳定 3、负电荷处在电负性比较强的原子上的极限结构更稳定 4、正电荷处在电负性较弱的原子上的极限结构更稳定 5、同一分子的极限式中，共价键数目越多极限结构越稳定 6、两个异号电荷相隔越远的极限结构越稳定 7、同一物质分子，参与共振的极限结构式数目越多，分子越稳定 2、 1、 3、 以苯环上的定位基的定位效应为例：对甲苯进行一元取代硝化 邻位进攻时： 对位进攻时： 间位进攻时： 1、无法解释分子的立体结构 2、有时应用共振论会得出错误的结论 *