西南科技大学有机化学B 201209.ppt

5.　构造式的表示法 结构——构造、构型、构象 结构式：表示分子中原子种类、数目、原子间结合方式和空间排列秩序。 构造式：表示分子中原子间相互结合方式和秩序。 构型、构象是表征分子结构特征的易混淆的两个概念。既相互区别，又相互联系。 构象conformation：具有相同构造和构型的分子中，由于围绕单键键轴旋转引起分子中各原子或原子团在空间不同的排布方式。 分子中原子或基团在三维空间的取向和定位 同一分子，对不同的旋转角度，有无限多个构象。 一种构象改变为另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新形成。 构象改变不会改变分子的光学活性。 构型configuration：具有一定构造的分子中原子或原子团在空间固有的排布方式。 构造式的表示法 1. 键参数 碳在有机化合物中的成键特征：共价键是有机化合物典型的键，是研究有机化合物结构和性质的关键。 共价键形成的理论：价键理论、杂化轨道理论和分子轨道理论 共价键形成的条件：元素原子核外有未成对电子。 共价键的表示：电子式和价键式。 共价键的基本属性：键长、键角、键能、键的极性和分子偶极矩 分子的极性 无机及分析化学 已学 1.5 共价键的属性 r1 d r4 r2 r3 b a d: a-b键长 r1: a原子范氏半径 r2: a原子共价半径 r3: b原子范氏半径 r4: b原子共价半径 d = r2 + r4 键长：成键原子的核间距离。平衡位置，引力、斥力作用。键长越短，键越牢固，分子越稳定 键角：两个共价键之间的夹角 决定分子立体形状，原子大小不同。 空间结构 键离解能：在气态下将形成共价键的两个原子于标准状态下分开至无限远时所需能量。 键能：指断裂单个特定共价键所吸收的能量。是化学键强度标志，键能越大，键越牢固，分子越稳定。 双原子分子的键能等于键的离解能； 多原子分子的键能是断裂分子中全部同类共价键所需离解能的平均值。 ΔH=435.1kJ.mol-1 ΔH=443.5kJ.mol-1 ΔH=443.5kJ.mol-1 ΔH=338.9kJ.mol-1 甲烷C-H键键能取其平均值为415.2kJ.mol-1 多原子分子的键能 键的极性：由两个电负性不同的原子组成共价键时，由于成键的两个原子对价电子的吸引力不同，使成键电子云在两个原子间的分布不对称，造成共价键的正负电荷中心不重合形成极性键 Polar bonds 。 H－Cl δ+ δ- 电负性大的原子带部份负电荷 极性键 电负性小的原子带部份正电荷 偶极矩 Dipole Moment ：极性共价键的正电中心负电中心不重合，构成一个偶极。正电中心或负电中心的电荷q(库仑，C)与两个电荷中心之间的距离（偶极长）d(米，m)的乘积p(C·m)。 p=q · d 偶极矩为矢量，一般用箭头指向带部分负电荷的一端来表示 键的极性与键合原子的电负性有关， 键的极性大小，通常用偶极矩表示。 分子的偶极 H－Cl （＋） （－） 电负性：指电子几率，指向负电中心，决定物理化学性质因素。一些元素电负性数值大的原子具有强的吸电子能力。常见元素电负性 F 4.0 成键原子的电负性差越大，键的极性越大。 对于两个相同原子形成的共价键来说，可以认为成键电子云是均匀的分布在两核之间，这样的共价键没有极性，为非极性共价键。 但当两个不同原子形成共价键时，由于原子的电负性不同，成键电子云偏向电负性大的原子一边，这样一个原子带有部分正电荷。电子云不完全对称而呈现极性共价键叫做极性共价键。 p=3.44×10-30 C·m p=5.17×10-30 C·m p=0 双原子分子中，键的偶极矩就是分子的偶极矩 多原子组成的分子，分子的偶极矩是分子中各个键偶极矩的矢量和 键的极性和分子的极性 2. 诱导效应 由于电负性不同的基团（原子或原子团）的影响，使整个分子中的成键电子云密度向某一方向偏移。 吸电子诱导效应：吸引电子能力（电负性较大）比氢原子强的基团（如-X、-OH、-NO2、-CN等），用-I表示，整个分子的电子云偏向基团。 给（推）电子诱导效应：吸引电子的能力比氢原子弱的基团（如烷基），用+I表示，整个分子的电子云偏离基团。 诱导效应的产生，吸电子基团和斥电子基团的存在，使邻近共价键的电子云分布改变。 在诱导效应中，一般用箭头“→”表示电子移动的方向，表示电子云的分布发生了变化。 几个基团对某一键都产生诱导效应，此键所受的诱导效应是这几个基