大学精品课件：第一章 绪论.ppt

1、教材：有机化学（第7版） 陆涛 主编 人民卫生出版社出版（2011年）,配套辅导教材： 1. 自编习题册 2. 有机化学学习指导与习题集 陆涛 主编 人民卫生出版社出版（2011年）,主要参考书：,王积涛主编 有机化学，南开大学出版社 邢其毅主编基础有机化学，高等教育出版社 莫里森主编有机化学，科学出版社，复旦大学化学系有机教研室译,考试和成绩 期中和期末考试各一次 课堂练习多次 成绩评定的主要因素：期中和期末考试 成绩评定的其它因素：作业完成情况、回答问题情况和出勤率等,课前预习 听课、记笔记 整理、归纳、总结 做习题（巩固） 非常重要！ 讨论及答疑,学好有机化学的几个重要环节,切记：不要死

2、记硬背 不要临时抱佛脚,反应物,产物,学习中应注意的几个方面,有机化合物的结构与反应,反应,性质,结构,有机反应与反应机理,有规律的反应,特殊反应,反应原理 反应过程 机理 反应规律,有机反应的应用有机合成,简单化合物,多步反应,复杂分子,?,反应物,如何 步骤最少 产率最好,第一章 绪 论,第一章 绪论,一、有机化合物(Organic compound)和 有机化学(Organic chemistry) 1、有机化学的发展简史 最初从动植物中提取和加工得到各种有用的物质，如糖、酒、醋、染料和药物等 神农本草经记载几百种药物，大部分是植物，是世界上最早的一部药书。 纯物质的认识和取得是比较近代

3、的事：,1769-1785年间取得有机酸： 葡萄汁酒石酸 柠檬汁柠檬酸 尿中尿酸 酸牛奶乳酸 1773年：尿内尿素 1805年：鸦片第一个生物碱：吗啡,Morphine ：盐酸吗啡 1847年确定分子式C17H19NO3，1927年确定化学结构，1952年全合成成功，1968年证明其绝对构型。,对有机物的组成和结构的认识： （1）“燃素”学说 拉瓦锡（Lavoisier.A 1772-1777)弄清了燃烧的概念：有机物含C,H,O,N （2）1806年，柏则里首次用“有机化学”将无机物和有机物分开，“生命力”学说阻碍了有机化学发展。 （3）1828年韦勒（F.Wohler):,1845年 柯尔

4、伯(Kolbe.H)合成醋酸，否定“生命力”，有机化学进入合成时代。 （4）18501900年，煤焦油中化学物为原料合成 成千上万的药品和染料 （5）石油工业，化工产品及材料包罗万象 （6）20世纪40年代进入材料时代 （7）新世纪，有机化学与生命科学、物理学等结合，迎接新的辉煌。,有机化学（Organic Chemistry） 研究有机化合物的结构和性质的科学 有机化合物 含碳的化合物,有机化学和有机化合物,H,C,N,O,F,P,S,Cl,Br,I,Si,B,有机化合物中常见的元素,有机化合物的特点： 1. 对热不稳定，易燃烧（极少数例外） 2. 熔点较低（一般在250oC以下） 3. 易

5、溶解于有机溶剂中，难溶于水 4.反应速度慢、复杂，常有副产物 5. 同分异构体较多,二. 有机化合物的基本结构,有机分子中的化学键 共价键 碳是四价的 碳与碳之间可以成键，形成复杂化合物,直链,带侧链,环状,三. 经典结构理论,八隅体 (Octet)：原子总是倾向获得与惰性气体相同的价电 子排布 (价电子层达到8个电子的稳定结 构) 离子键 (ionic bond)： 原子间通过电子转移产生的正负离 子相互结合而成键 共价键 (covalent bond)：原子间通过共用电子对相互结 合而成键（电子共享）,C: 1s22s22p2 最外层4个价电子 中等电负性 可通过与其它原子共享电子满足八隅

6、体（成共价键）,单键 由一对共享电子形成的键 双键 由两对共享电子形成的键 叁键 由三对共享电子形成的键,有机化合物结构的常用表达方式,Lewis 电子式,价键式,缩写式,甲烷,乙烯,乙炔,单键,双键,叁键,氯甲烷,乙醇,丙酮,Lewis 电子式,价键式,缩写式,有机化合物的化学键共价键(covalent bond) 1. 原子轨道和电子云,2.价键法（VB）或称电子配对法 是原子间通过共用电子对相互结合而成的，有机化合物分子主要以共价键结合。 (1)两个形成共价键的电子，必须自旋方向相反()。 (2)共价键有饱和性，元素原子的共价数等于该原子的未成对电子数。 (3)当形成共价键时，原子轨道重

7、叠越多，形成的键越强，称最大重叠原理。,3. 杂化轨道理论,杂化轨道理论：成键之前原子轨道进行了重组,四面体型分子,平面型分子,直线型分子,C-H键长度相等,有一根键较活泼,有两根键较活泼,跃迁,原子轨道重组,4个sp3轨道,C: 1s22s22p2,碳原子的几种轨道杂化,sp3杂化,四面体型,sp2杂化,跃迁,原子轨道重组,3个sp2轨道 2pz,平面型,sp杂化,跃迁,原子轨道重组,直线型,五. 有机化合物的几何形象与立体结构化学,烷烃：四面体型,用键线式简化结构式,省略了什么？,烯烃：平面型,炔烃：直线型,分子轨道法（MO法）： 价键法是以“形成共价键的电子只局限于两个成键原子之间”这种

8、定域观点为出发点的； 分子轨道理论则以“形成共价键的电子在整个分子中 ”这种离域观点为基础的。 分子轨道由原子轨道线性组合(LCAO)而成： A+B =1 A-B =2 两个波函数相加组成的分子轨道1，其能量低于两个原子轨道，称成键轨道。两个波函数相减得到的分子轨道2 ，其能量高于两个原子轨道，称反键轨道,原子轨道组合成分子轨道时，要符合以下原则： 最大重叠原则 能量近似原则 对称性匹配原则 电子在分子轨道中的排布与原子中电子在核外排布类似，符合鲍林能量最低原则和洪特(Hund)规则,六、共价键的几个重要参数： 1. 键长 形成共价键的两个原子核之间的距离称键长(bond length)。 2

9、. 键角 两价以上的原子在与至少两个原子成键时，键与键之间的夹角称为键角(bond angle)。 键角能反映分子的立体形状。 3. 键能 （1）离解能和平均键能 由原子形成共价键所放出的能量，或共价键断裂所需吸收的能量称为键能,键能即平均离解能为415.5kJ/mol.,共价键的断裂方式： 均裂（homolysis）：,生成的X和Y各带有一个未配对的电子，带有一个或几个未配对电子的原子或基团称为自由基（free radical）（或游离基），它是电中性的 发生键均裂的反应为自由基型反应（free radical reaction）。 产生均裂反应的条件是光照、辐射或加热等,异裂（hetero

10、lysis）：,共价键断裂时，原有的一对成键电子被某一原子或基团所占有，产生正离子（cation ）和负离子（anion） 发生共价键异裂的反应称为离子型反应 （ionic reation）。 反应往往在酸碱或极性溶剂催化下进行。,键的极性由偶极矩或键矩(dipole moment)来度量，定义为： =qd (2) 分子的极性 分子的极性由分子的偶极矩度量。双原子分子的偶极矩就是键的偶极矩；多原子分子的偶极矩是组成分子的所有共价键的偶极矩的向量之和 。,(3) 键的极化性 共价键在外电场作用下，键的极性发生变化称键的极化性。 成键原子的体积越大，电负性越小，核对成键电子的约束越小，键的极化度就

11、越大， 例如：碳卤键的极化度为 CICBrCClCF,六. 有机化合物分类,按碳架分类,链状化合物,环状化合物,直链,支链,碳环,杂环,芳环,不饱和,饱和,按有机官能团分类,还原,硝基苯,C6H5NO2,硝基化合物,亲核加成,乙腈,CH3CN,腈化物,碱或亲核试剂,乙胺,CH3CH2NH2,胺,含氮有机物,亲核取代、消除,氯乙烷,CH3CH2Cl,卤代物,芳香亲电取代,苯,芳烃,亲电加成,丁二烯,CH2=CHCH=CH2,二烯,亲电加成,乙炔,HCCH,炔烃,亲电加成,乙烯,CH2=CH2,烯烃,自由基取代,乙烷,CH3CH3,烷烃,碳氢化合物,典型反应类型,名称,举例,开环,环氧乙烷,环氧化合物,乙醚,CH3CH2OCH2CH3,醚,芳香亲电取代,苯酚,C6H5OH,酚,亲核取代,N-甲基乙酰胺,CH3CONH(CH3),酰胺,亲核取代,乙酸乙酯,CH3COOCH2CH3,酯,亲核取代,乙酸酐,(CH3CO)2O,酸酐,亲核取代,乙酰氯,CH3COCl,酰卤,羧酸衍生物,亲核加成、取代,乙酸,CH3COOH,羧酸,亲核加成,丙酮,CH3COCH3,酮,亲核加成,乙醛,CH3CHO,醛,亲核取代、消除,乙醇,CH3CH2OH,醇,含氧有机物,典型反应类型,名称,举例,分类（续）,亲核取代、消除,作业：习题（p36）：1, 4, 5，6，7, 8 学习指导：习题（p4): 5，6,