[理学]有机化学 第一章.ppt

有机化合物的提取 十八世纪末，化学家们已经得到了一系列纯的有机化合物 。 代表人物是瑞典化学家舍勒(Scheele, 1742～1786 )，他一生发现、提纯了不少有机化合物 。 从尿中提取尿酸(1780) 从柠檬中提取柠檬酸(1784) 从苹果中提取苹果酸(1785) 其他化学家的分离提纯工作 1773年，由尿中发现尿素 1805年，由鸦片中得到第一个生物碱—吗啡 1818年，由植物叶中分离出叶绿素 1820年，由植物中分离出马钱子碱、番木鳖碱、辛可宁等生物碱 叶绿素 有机合成的功劳 Wohler由氰酸铵加热合成了尿素： 分子由原子构成 分子不是原子的简单堆积 通过复杂的结合力和一定的顺序排列起来的，这种原子之间的相互关系和结合方式，就是该化合物的化学结构 不仅是各原子机械位置的一个图案，还反映了分子中各原子一定的化学关系 原子核外电子排布规律 每个轨道最多只能容纳两个电子 电子尽可能占据能量最低的轨道 受核的静电吸引越大能量也越低 有几个简并轨道（能量相等的轨道），而又无足够的电子填充时，必须在几个简并轨道逐一各填充一个自旋平行的电子后，才能容纳第二个电子，这称为洪特规则 氮原子的sp2杂化（亚胺基） 氮原子的sp杂化（-CN 氰基） 1.3.2.2 氧原子的杂化 氧原子的sp3杂化（醇、醚分子） 键角 108.9° 键角略大 109.5° 氧原子的sp2杂化（C=O 羰基化合物） 1.3.3 识别有机分子中原子的杂化中心 有机分子中的原子(除氢原子外)为sp3、sp2 、sp杂化。 试指出下列化合物中A~H原子的杂化状态. 1.2.3 分子轨道理论 (Molecular orbital theory) 电子在整个分子中运动的状态函数(ψ) + + - 节面 Ψ* + + + + + 图 氢分子轨道形成示意图 Ψ1 Ψ2 Ψ Ψ1 Ψ2 线性组合 成键轨道 反键轨道 分子轨道电子云密度分布： ?2=?1-?2 ?* ?1=?1+?2 ? 组合形成的分子轨道数目与组合前的原子轨道数目相等。 所有的原子轨道都可以组合成分子轨道吗？ 2、由原子轨道组成分子轨道时，必须符合三个条件： b、原子轨道重叠部分要最大。 a、对称匹配（就是对称性相同） C、能量相近 3. 共价键的几个重要参数与共价键断裂的方式 3.1 键长 (bond length) 形成共价键的两原子核之间的距离。 pm or nm 键长和参与形成键的碳原子的杂化方式有关。 不同杂化状态的碳原子其电负性顺序： sp sp2 sp3 随轨道由sp3-sp2-sp,核对轨道中电子的吸引能力增强。 3.2 键角 (bond angle) 两个共价键之间的夹角。 键角反映分子的空间结构 3.3 键能 (bond energy) 形成共价键过程中体系释放的能量或共价键裂解成 原子时体系吸收的能量。 键角大小与成键的中心原子性质及其所连的原子/基团 的结构有关。 ? H-H 2 C-H 268 435.1 2X414.2 ?H? = 268+435.1 - 2X414.2 = - 125.3 kJ?mol-1 （放热反应） 键能反映共价键的强度，键能愈大则键愈稳定。 预测下列反应是放热还是吸热反应 kJ/mol 435 242 352 431 ?H?= (435+242)kJ/mol-(352+431)kJ/mol=-106kJ/mol 1.5.4 键的极性 非极性共价键 极性共价键 δ+ δ- δ+ 部分正电荷 δ- 部分负电荷 偶极矩(?) 有方向性 箭头由正端指向负端、 指向电负性更大的原子。 ?= e · d 单位：D 多原子分子的偶极矩，是各键偶极矩的向量和。 （分子的偶极矩） 试判断H2O分子是否极性分子？ 　水分子的几何形状 ?=1.84D 3.5 共价键断裂的方式 1) 均裂 成键的一对电子平均