第1章--有机化学概.ppt

1.5.3 电子酸碱理论 电子酸碱理论是路易斯提出来的，又称路易斯酸碱。 ⒈ 酸：能够接受电子对的化学物种是酸 如：BF3,AlCl3,H+,Ag+等 酸结构上的特点：有空的价电子轨道 ⒉ 碱：能够提供电子对的化学物种是碱 如：NH3、H2O、ROH、RNH2、ROR、 CH2=CHR、冠醚和某些芳香化合物等。 碱结构上的特点：有含电子对的元素 酸碱反应生成酸碱配合物。 有机化学反应常用H+、BF3、AlCl3、ZnCl2、FeBr3等路易斯酸作催化剂。 例如： 1.5.4 质子酸碱与电子酸碱比较 1. 质子酸碱与电子酸碱的范围是不一致的。 2. 路易斯酸的范围比质子酸的范围大。 3. 路易斯酸碱几乎包括了所有的无机化合物和有机化合物。因此路易斯酸碱又称为广义酸碱。 1.6 溶剂的分类及溶剂化作用 1.6.1 溶剂在有机化学反应中的作用 1.6.2 溶剂的分类 1.6.3 溶剂化作用 1.6.4 试剂与酸碱、溶剂关系 1.6.1 溶剂在有机化学反应中的作用 ⒈ 不同类型反应需要不同溶剂，自由基型反应 需要非极性溶剂，离子型反应需要极性溶剂。 ⒉ 溶剂能改变离子型反应的反应速率，还可能改变反应机理。 ⒊ 溶剂的极性和溶剂化能力是影响离子型反应的两个重要因素。 1.6.2 溶剂的分类 1．按溶剂的极性分类 溶剂的极性通常与溶剂的介电常数ε/(F·m-1) 联系起来，用介电常数划分溶剂的类型。 ε＞15 F·m-1称为极性溶剂 ε＜15F·m-1称为非极性溶剂 极性溶剂与非极性溶剂是相对的 ——溶剂的分类方法很多 常用溶剂的介电常数： 2. 按溶剂的结构分类 按溶剂的结构分为质子溶剂和非质子溶剂。 质子溶剂：分子中含有可作为氢键给体的O—H键或 　　　　　N—H键的溶剂称为质子溶剂。非质子溶剂：分子中没有氢键给体的溶剂称为非质 　　　　　　子溶剂。 质子溶剂既是氢键给体，又是氢键受体，如：H2O、ROH、RNH2等。 非质子溶剂不是氢键给体，有些是氢键受体，如CH3COCH3、HCON（CH3）2等；有些也不是氢键的受体，如C6H6、n-C7H16等。 1.6.3 溶剂化作用 在溶液中，溶质被溶剂分子包围的现象称为溶剂化。 例如：氯化钠在溶液中，结构单元就是水化了的钠离子（Na+）和氯离子（Cl-），即氯化钠被水溶剂化。 1．溶剂化 2. 溶剂化的本质 一个极性溶剂分子有带部分正电荷的正端和带部分 负电荷的负端，如R-O-H。正离子与溶剂的负端,负 离子与溶剂的正端互相吸引，称为离子－偶极作 用，也称为离子－偶极键。离子－偶极作用是溶剂 化的本质。一个离子可形成多个离子－偶极键，结 果离子被溶剂化，被溶剂分子包围。 d+ d- 质子溶剂的溶剂化作用除了离子－偶极键作用 外，往往还有氢键的作用。 3． 溶剂化的结果 稳定了离子，降低了离子的化学反应活性。 　例如： 　 质子溶剂不仅稳定负离子，还急剧地降低 了负离子的反应活性，因为负离子的碱性及亲核 性是一致的。 1.6.4 试剂与酸碱、溶剂关系 ⒈ 试剂与酸碱 路易斯碱是亲核试剂，路易斯酸是亲电试剂， 两者是一致的。 质子碱的碱性强度是指与质子结合的能力， 而亲核试剂的强度是指与碳反应的能力，它与亲 核试剂中心原子的电子的可极化性、空间位阻等 因素有关。 ⒉ 相对亲核性与相对碱性 ⑴在负离子系列中，如果亲核试剂的亲核中心是 　相同原子时，负离子的亲核性平行于其碱性。 　例如：氧为亲核中心的亲核试剂，亲核性相对 　强度顺序为：RO-＞HO-≥RCO2-，与它们的碱性 　强度RO-＞HO-≥RCO2-是一致的。 ⑵亲核中心是元素周期表中同一族元素的原子时， 亲核性平行于其碱性。例如：R3C-R2N-RO-F-， 是负离子的亲核性顺序也是负离子碱性的顺序。 ⒊ 亲核性与溶剂的关系 ⑴ 溶剂对试剂的亲核性有重要影响 在质子溶剂中，亲核中心原子半径大的亲核试剂亲核性大，如S的亲核性大于O的亲核性，而碱性O＞S。这是因为质子溶剂能与负离子形成氢键的原因，负离子越小，溶剂化作用越强，这个负离子作为亲核试剂去反应越困难。在质子溶剂中，一些负离子的亲核性相对强度顺序