第六章-有机化学绪论课件.ppt

1、 教科书：教科书：有机化学有机化学（第三版）上册，（第三版）上册，胡宏纹主编胡宏纹主编 高教出版社高教出版社 2006主要参考书：主要参考书：有机化学有机化学（第二版）（第二版）徐寿昌主编徐寿昌主编 高教出版社高教出版社 19941994.有机化学有机化学 （第三版）高鸿宾主编（第三版）高鸿宾主编 高教出版社高教出版社 19991999第六章 绪 论6.1有机化合物和有机化学6.2.有机化合物的结构6.3 分子轨道6.4 有机化合物的结构测定6.5 有机反应中的酸碱概念6.6 有机反应中的热力学和动力学6.7 有机化合物的分类6.8 有机反应的类型6.1 有机化合物和有机化学一 有机化合物结构

2、上的特点结构上的特点同分异构现象 种类繁多有机物有机物几百万种几百万种无机物无机物 几几 万种万种性质上的特点性质上的特点反应慢、产物复杂、能燃烧、易挥发、低熔点、不（难）溶于水。1950年年 1985年年 1990年年 2000年年 200万种万种 600万种万种 1000万种万种 2000万种万种注：随着科学技术的发展无机、有机并没有真正的界限注：随着科学技术的发展无机、有机并没有真正的界限二 有机化学 1、有机化学定义 就是碳化合物的化学，是研究有机化合物的组成、结构、性质、合成、应用的一门学科。2、有机化学研究的内容 1）天然产物的研究 天然产物的分离、提纯 如：维生素、激素（褪黑激素

3、）、植物生长剂、肉碱等。2）有机化合物结构的测定、研究结构与性质的 关系3）有机合成合成天产物合成新化合物实 验计算机设计4）反应机理的研究生命奥秘的揭示药物、疾病的作用机理 锁钥合成自然界生物、植物的反应模拟 生物合成3 3、有机化学的分支、有机化学的分支医药、农药、染料、香料、材料、生物、植物、高分子、日用化工等许多精细化工。FH 有机化学是一门迅速发展的学科有机化学是一门迅速发展的学科 有机合成化学天然有机化学生物有机化学金属与元素有机化学物理有机化学有机分析化学药物化学香料化学农药化学有机新材料化学 等学科生命科学材料科学环境科学化学生物学能源、工业、农业 等方面.19011998年，

4、诺贝尔化学奖共年，诺贝尔化学奖共90项，其中有机化学方面的项，其中有机化学方面的 化学奖化学奖55项，占化学奖项，占化学奖61%当代有机化学发展的一个重要趋势：当代有机化学发展的一个重要趋势：与生命科学的结合。与生命科学的结合。1980年年(DNA)1997年年(ATP)与生命科学有关的化学诺贝尔奖与生命科学有关的化学诺贝尔奖 八项；八项；有机化学以其价键理论、构象理论、各种反应及其反应机理成有机化学以其价键理论、构象理论、各种反应及其反应机理成 为现代生物化学和化学生物学的理论基础；为现代生物化学和化学生物学的理论基础；在蛋白质、核酸的组成和结构的研究、顺序测定方法的建立、在蛋白质、核酸的组

5、成和结构的研究、顺序测定方法的建立、合成方法的创建等方面，有机化学为分子生物学的建立和发展合成方法的创建等方面，有机化学为分子生物学的建立和发展 开辟了道路；开辟了道路；确定确定DNA为生物体遗传物质为生物体遗传物质,是由生物学家和化学家共同完成；是由生物学家和化学家共同完成；人类基因组人类基因组“工作框架图工作框架图”组装组装后基因组计划后基因组计划序列基因序列基因 (Sequence Genomics)结构基因结构基因(Structural Genomics)功能基因功能基因(Functional Genomics)。6.2 有机化合物的结构一一lewislewis电子结构式电子结构式 原

6、子的电子配对成键，形成稳定的电子构型。原子的电子配对成键，形成稳定的电子构型。4 H+CH C HHHHCHHH 共结合的价电子表示的电子结构式为共结合的价电子表示的电子结构式为lewis结构式。结构式。H CHHHCHCHCHHH CHCCCHH 表示出未共用价电子的结构式表示出未共用价电子的结构式 lewis电子结构式电子结构式HHH C C C H HHOHCHHCOCHHHH N HHNHHH二 凯库勒结构式（早期结构）十九世纪后期人们已经知道C为四价，它们相互可以间接成C链或C环；也可与其它原子连结成杂环；C原子可以以单键、双键、三键相互连接或与其它原子链接，常用下列结构式表示：H

7、H H H H HH-C-H H-C-C-H H-C=C-H H-CC-H H-C-O-H H H H H 这种化学式称为凯库勒结构式，只表示原子的连接次序，不表示空间排列方式凯库勒结构式经常简写为：CH4、C H3-CH3、C H2=CH2、HCCH、C H3-OH对于环状化合物和长链化合物，甚至将C、H都略去，三 有机化合物中的化学键 与无机化合物相同，有机化合物中的原子之间也是通过化学键连接在一起，也有离子键、共价键、配价键等三种类型6.3、分子轨道理论说明：共价键的性质1)键长键长 成键原子的原子核之间的平均距离。成键原子的原子核之间的平均距离。nm。CC CC CC CH nm 0.

8、154 0.134 0.120 0.109 2)键角键角两个共价键之间的夹角。两个共价键之间的夹角。CHHHH109.5oCCH3CH3HH112o106oOH3CCH3111o3)键能键能形成共价键过程中体系释放的能量或共价键断裂过程中体系形成共价键过程中体系释放的能量或共价键断裂过程中体系吸收的能量。吸收的能量。CH4CH3+H 435CH3CH2+H 443CH2CH+H 443CHC+H 339Ed/kJ mol-1 C-H键键能键键能=415kJ/mol 键能反映共价键的强度，键能愈大则键愈稳定。键能反映共价键的强度，键能愈大则键愈稳定。CC C H CN CO CF 347 415

9、 305 360 485 kJ/mol-1CCl CBr CI CC CC 339 285 218 611 837 4)键的极性键的极性非极性共价键非极性共价键 极性共价键极性共价键 H-H Cl-Cl H-ClHCl+-+部分正电荷部分正电荷 -部分负电荷部分负电荷偶极矩偶极矩()有方向性有方向性箭头由正端指向负端、指向箭头由正端指向负端、指向电负性更大的原子。电负性更大的原子。HClCCH3CCH3BrBrOCH3CH2CH2CH3净偶极矩指向净偶极矩指向多原子分子的偶极矩，是各键的偶极矩向量和。多原子分子的偶极矩，是各键的偶极矩向量和。6.4 有机化合物的结构测定一、分离提纯二、元素的定

10、性和定量分析三、分子式的确定四、结构的确定一、分离提纯1、常用分离提纯方法 蒸馏、分馏、精馏、萃取 结晶、重结晶、升华2、色谱法 纸色谱 薄层色谱 柱色谱 传统柱色谱 气相色谱 液相色谱 凝胶渗透色谱 裂解色谱二、元素的定性和定量分析1、氧化法 由拉瓦锡、李必希等人发明。将有机化合物的C、H氧化转化成H2O、CO2进行分析。2、钠熔法 将有机化合物的X、S、N还原转化成X、S、CN等，用常规方法检验。3、现代仪器分析 如元素分析仪及其它仪器。三、分子式的确定由元素分析可得知各元素的百分含量，由此算出各种原子的最小整数比，叫经验式。若再测得分子量便可知道分子式。分子量的测定有如下几种方法：沸点升

11、高法 凝固点降低法 渗透压法 质谱法四、结构的确定四大谱是有机化合物结构确定的有效方法。红外光谱（IR):主要是官能团种类的确定 核磁共振谱（NMR):主要是官能团及位置的确定 紫外光谱（UV）：主要是定量分析 质谱（MS）：官能团及分子链的确定6.5 有机反应中的酸碱概念一、布伦斯特酸碱（质子酸碱）能给出H+者为酸，能接受H+者为碱。二、路易斯酸碱（广义酸碱）能给出电子对者是碱，如：OH、NH3 等 在有机化学中叫亲核试剂（富电子试剂）能接受外来电子对者是酸，如：H+、Fe3+、Zn2+、BF3、AlCl3等 在有机化学中叫亲电试剂（缺电子试剂）FH6.6 有机反应中的热力学和动力学一、有机

12、反应中的热力学 研究化学反应中平衡问题，及起点和终点，或反应的程度。符合热力学的一般规律。G=H T S=RTlnK二、有机反应中的动力学 研究反应过程、机理、反应速度等。1、碰撞理论 认为反应是通过分子碰撞而发生的，数学模型是阿伦尼乌斯(Arrhenius)速率公式 速率P Z e-Ea/RTA+B-C 反应物A B C 过渡态A-B+C 反应物6.7 有机化合物的分类6.8 有机反应的类型有机反应按键断裂的方式分为：1、均裂反应 共价键电子对均匀断裂，形成自由基（游离基）光或高温 A-B A +B 自由基 或 游离基 自由基的活性很高可引发一系列反应如：自游基取代反应、自游基加成反应、自游基聚合反应。2、异裂反应 共价键断裂时，电子对转移到一个原子上，形成带正（负）电荷的离子，常有正负离子中间体形成。如：极性溶剂 A-B 催化剂 A +B 带电荷的离子活性也较高，由它参与的反应叫离子型反应，可分为：1）亲电反应 带正电荷的A离子亲电试剂 亲电取代反应 亲电加成反应 阳离子聚合反应2）亲核反应带负电荷的B离子亲核试剂 亲核取代反应 亲核加成反应 阴离子聚合反应3、协同反应（周环反应）在光和热的作用下，键的形成与破坏一步完成，没有活性中间体形成。如：光或热