有机化学高教第二版第一章绪论课件.ppt

1、第一章第一章 绪论绪论1-1 1-1 有机化学研究的对象有机化学研究的对象1-2 1-2 共价键共价键1-3 1-3 有机化合物的分类有机化合物的分类一、有机化学与有机化合物一、有机化学与有机化合物 有机化学是化学科学的一个分支，是与人类生活有着有机化学是化学科学的一个分支，是与人类生活有着极其密切关系的一门学科，它的研究对象是有机化合极其密切关系的一门学科，它的研究对象是有机化合物。其发展自物。其发展自19世纪初期至今不足世纪初期至今不足200年。年。有机化学的主要任务有机化学的主要任务-讨论各类有机化合物的结构、讨论各类有机化合物的结构、性质、合成方法和它们的应用。性质、合成方法和它们的应

2、用。1-1 1-1 有机化学的研究对象有机化学的研究对象什么是什么是有机化合物有机化合物呢？呢？C8H18、C15H32、C2H5OH、C6H12O6、CH3COOH涵义：涵义：“有生机之物有生机之物”无机物无机物-非生物体非生物体或或矿物质矿物质得到的物质得到的物质 有机物有机物-生物体（植物或动物）生物体（植物或动物）中获得的物质中获得的物质 瑞典化学家瑞典化学家贝格曼贝格曼(T.D.T.D.Bergman)于于17771777年将化学分年将化学分为为“无机无机”和和“有机有机”两大类。两大类。从组成上看主要含有从组成上看主要含有C、H 还有还有 O、N、X、S、P 等等 “有机化学有机化

3、学”是由当时在世界上享有盛名的瑞典化是由当时在世界上享有盛名的瑞典化学家学家贝采利乌斯贝采利乌斯(Berzelius.J.J.Berzelius.J.J.1979-1848)1979-1848)于于18081808年首先年首先引用，以区别于矿物的化学引用，以区别于矿物的化学无机化学无机化学。其引用。其引用有机化有机化学学这个名词并将这个名词并将有机化学有机化学与与无机化学无机化学绝对分开是基于绝对分开是基于“生生命力论命力论”。18741874年年肖莱马肖莱马（Schorlemmer.C.1834 183418921892）：）：将有机化合物定义为将有机化合物定义为“碳氢化合物及其衍生物碳氢化

4、合物及其衍生物”18511851年年葛美林葛美林（Gmelin.L.1788 178818531853）和和 凯库勒凯库勒（Kekule.A.1829 182918961896）等：等：“含碳的化合物称含碳的化合物称为有机化合物为有机化合物”但但CO、CO2、Na2CO3、KCN 等为无机化合物。等为无机化合物。所以含碳化合物不一定是所以含碳化合物不一定是有机化合物有机化合物，但有机化，但有机化合物一定是合物一定是含碳化合物含碳化合物有机化学：研究有机化学：研究碳氢化合物及其衍生物碳氢化合物及其衍生物的化学分支。的化学分支。为什么为什么有机化学有机化学要作为一门独立学科呢？要作为一门独立学科呢

5、？C-C 结合力强结合力强同分异构体的产生同分异构体的产生主要原因：主要原因：1.1.种类繁多，结构复杂种类繁多，结构复杂2.2.性能特点性能特点（超过（超过10001000万种）万种）C4H10 CH3CH2-OH CH3-O-CH3C2H6O异构体异构体分子式分子式CH3CH2CH2CH3CH3-CH-CH3CH3 碳碳与碳与碳之间可以之间可以多种方式结合多种方式结合碳与碳之间可以碳与碳之间可以C-C、C=C、CC相互结合，并相互结合，并且可以形成链状或环状。且可以形成链状或环状。性能特点：性能特点：熔点、沸点低，热稳定性差；熔点、沸点低，热稳定性差；一般一般400m.p.（NaCl）=8

6、01；b.p.（NaCl）=1413 容易燃烧，生成容易燃烧，生成CO2和和H2O；但但CCl4 不但不不但不燃烧，而且可以作灭火剂燃烧，而且可以作灭火剂 难溶于极性大的水，易溶于非极性的有机溶剂；难溶于极性大的水，易溶于非极性的有机溶剂；但但CH3COOH、C2H5OH、CH2-CH-CH2 等易等易溶于水溶于水OH OH OH如：如：易溶于易溶于乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等。乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯等。原子间主要以共价键结合；原子间主要以共价键结合；反应条件反应条件催化剂催化剂加热加热光照光照（活化分子）（活化分子）（增加分子热运动）（增加分子热运动）反应速度慢、副反应多。反应速度慢、副

7、反应多。CH3CH2CH3+Cl2hhCH3CH2CH2Cl+CH3CHCH3ClCH3CH2CHCl+ClCH2CH2CH2ClClCH3CHCH2Cl+CH3-C-CH3ClClCl所以写有机反应式常用所以写有机反应式常用“”“”而不用而不用“”“”较简单，较少异构現象较简单，较少异构現象复杂，常有异构現象复杂，常有异构現象构造构造 较无副反应，且反应速较无副反应，且反应速率较快率较快常有副反应的可能，所以较复杂，常有副反应的可能，所以较复杂，但因非离子反应，所以速率较慢，但因非离子反应，所以速率较慢，故常需催化剂故常需催化剂反应及速率反应及速率 一般为电解质，常为离一般为电解质，常为离子

8、反应子反应一般为非电解质，所以多数为非一般为非电解质，所以多数为非离子反应离子反应离子反应离子反应 不燃的较多不燃的较多在空气中多数会燃烧在空气中多数会燃烧可燃性可燃性 一般溶于水，但不溶于一般溶于水，但不溶于有机溶剂有机溶剂一般不溶于水，但溶于有机溶剂一般不溶于水，但溶于有机溶剂溶解性溶解性 一般较高一般较高一般较低一般较低熔点熔点 离子結合多离子結合多共价結合多共价結合多化学結合化学結合 约约100100种全部元素种全部元素主要主要C、H、O、N、P、S、X构成元素构成元素 比较少（比较少（4040万种）万种）非常多（约非常多（约10001000万种）万种）种类种类 无机化合物无机化合物有

9、机化合物有机化合物 有机和无机的差別有机和无机的差別 人类在很早时期就已经学会利用从生物体取得的物质。人类在很早时期就已经学会利用从生物体取得的物质。并对这些物质进行简单加工。并对这些物质进行简单加工。例如：例如：酿酒、制醋、造纸。酿酒、制醋、造纸。但对有机物纯物质的认识和制备，并发展成为化学领域但对有机物纯物质的认识和制备，并发展成为化学领域的一个极其重要的学科的一个极其重要的学科有机化学，迄今不足有机化学，迄今不足200200年。年。古代（周朝）古代（周朝）懂得造纸、酿酒懂得造纸、酿酒 18 18世纪末期世纪末期开始制备分离开始制备分离分离提纯阶段（第一阶段）分离提纯阶段（第一阶段）二、有

10、机化学的起源与发展二、有机化学的起源与发展17731773：从：从尿中尿中提取出了提取出了尿素尿素17691769：制得了许多：制得了许多有机酸有机酸:葡萄汁葡萄汁 酒石酸酒石酸 酸牛奶酸牛奶 乳乳 酸酸 柠檬汁柠檬汁 柠檬酸柠檬酸 但这一成就未能立即给但这一成就未能立即给“生命力生命力”以致命的打击。由于以致命的打击。由于韦勒当时所用的氰酸铵是依赖有机物制成的，韦勒当时所用的氰酸铵是依赖有机物制成的，“生命力生命力”维维护者争辩说：护者争辩说：“生命力生命力”即在韦勒所用的氰酸铵中。即在韦勒所用的氰酸铵中。1828 1828年，德国化学家年，德国化学家维勒维勒（Fwohler）由由氰酸铵氰酸

11、铵（典型（典型 无机物）制成无机物）制成尿素尿素（典型有机物）。（典型有机物）。NH4OCN H2N-C-NH26060O 1806 1806年年斯图萘尔斯图萘尔（sertnersertner)首次从首次从鸦片鸦片中分离出第中分离出第一个一个生物碱生物碱-吗啡吗啡，直到直到19521952年才确定了其结构，并年才确定了其结构，并为全合成所证实。为全合成所证实。这对于认识有机化合物无疑是一个重要阶段。但还未能这对于认识有机化合物无疑是一个重要阶段。但还未能用人工方法合成出有机化合物。因当时盛行的用人工方法合成出有机化合物。因当时盛行的“生命论生命论”，从而阻碍了有机合成的发展。从而阻碍了有机合成

12、的发展。1854 1854年年-1856-1856年，又合成了年，又合成了甲烷甲烷、甘油甘油、乙醇乙醇等许多典等许多典 型型有机化合物有机化合物。“生命力生命力”学说才宣告破产。学说才宣告破产。从此确信了人工合成从此确信了人工合成有机化合物有机化合物是完全可能的。这就是完全可能的。这就是是有机化学有机化学最初发展的最初发展的第二阶段（合成阶段）第二阶段（合成阶段）。1854 1854年年柏赛罗柏赛罗（M.Berthelot）合成了油脂。合成了油脂。1845 1845年德国有机化学家年德国有机化学家科尔伯科尔伯（HKolbe）从无可争辩从无可争辩 的无机物制成了公认为有机物的的无机物制成了公认为

13、有机物的醋酸醋酸：C+Cl2 CCl4 Cl3CCOOH CH3COOHS水，阳光水，阳光Na-Hg 标志着标志着有机化合物有机化合物与与无机化合物无机化合物之间并没有绝然的界之间并没有绝然的界线。它们遵从着同一规律，因此，有机化合物和有机化学线。它们遵从着同一规律，因此，有机化合物和有机化学就失去了它原来的含义。就失去了它原来的含义。19 19世纪中期至末期世纪中期至末期有机化学有机化学逐渐形成为一门学科。逐渐形成为一门学科。为了研究有机化合物，需要进行分子结构的研究。为了研究有机化合物，需要进行分子结构的研究。1858 1858年德国化学家年德国化学家凯库勒凯库勒（FAKekule）和英国

14、有机和英国有机 化学家化学家库帕库帕（ASCouper）分别提出了分别提出了“碳的四价概碳的四价概 念念”和和“碳碳可以相互结合成键碳碳可以相互结合成键”的学说。为有机的学说。为有机化化 学结构理论的建立奠定了基础。学结构理论的建立奠定了基础。1861 1861年俄国化学家年俄国化学家布特洛夫布特洛夫（AMButlerov）提出了提出了“化学结构概念化学结构概念”。认为有机分子中的原子不是机械堆。认为有机分子中的原子不是机械堆 积，而是按一定化学关系结合，化学结构决定化学性质。积，而是按一定化学关系结合，化学结构决定化学性质。1874 1874年荷兰化学家年荷兰化学家范霍夫范霍夫（JHVant

15、 Hoff）和法国化学和法国化学 家家勒贝尔勒贝尔（J A Lebel）同时同时提出提出了组成有机化合物分了组成有机化合物分 子的子的“碳原子的四面体构型碳原子的四面体构型”学说，建立了有机学说，建立了有机立体立体化化 学学的基础，并阐明了的基础，并阐明了旋光异构体旋光异构体现象。现象。1885 1885年德国化学家年德国化学家拜尔拜尔（A Baeyer）提出了环状化合物提出了环状化合物 的的“张力学说张力学说”，至此建立了有机化学经典结构理论，至此建立了有机化学经典结构理论。到了二十世纪到了二十世纪2020年代以来，随着量子力学的引入，近代年代以来，随着量子力学的引入，近代 分析方法和实验技

16、术的不断发展及电子计算机的广泛应分析方法和实验技术的不断发展及电子计算机的广泛应 用，有机结构理论迅速发展，提出了用，有机结构理论迅速发展，提出了“价键理论价键理论”、“分分 子轨道理论子轨道理论”和和“分子轨道对称守恒原理分子轨道对称守恒原理”，揭示，揭示了化了化 学键的微观本质，建立了现代结构理论的基础，使理论学键的微观本质，建立了现代结构理论的基础，使理论 有机化学沿着微观和定量的方向迅速发展。有机化学沿着微观和定量的方向迅速发展。近年来由于生物学的发展，对于复杂的生命现象的研究已进近年来由于生物学的发展，对于复杂的生命现象的研究已进入分子的水平，是分子的形成、运动及变化的过程。这些分子

17、主入分子的水平，是分子的形成、运动及变化的过程。这些分子主要是有机分子，这些复杂分子结构，随着物理及化学的发展而被要是有机分子，这些复杂分子结构，随着物理及化学的发展而被一一阐明（如胆甾醇、血红素、叶绿素等）。尤其是对核酸、蛋一一阐明（如胆甾醇、血红素、叶绿素等）。尤其是对核酸、蛋白质的结构研究，现在也已进入一定程度，并了解到二者在控制白质的结构研究，现在也已进入一定程度，并了解到二者在控制遗传信息的传递、高等动物的记忆活动等许多方面的特殊作用。遗传信息的传递、高等动物的记忆活动等许多方面的特殊作用。彻底揭开其结构的奥秘，将使生物体及生命现象的研究进入一个彻底揭开其结构的奥秘，将使生物体及生命

18、现象的研究进入一个新水平。研究有机化学的深远意义之一是在于研究生物体及生命新水平。研究有机化学的深远意义之一是在于研究生物体及生命现象。现象。我国在天然有机化合物的合成领域处于世界领先水我国在天然有机化合物的合成领域处于世界领先水 平，平，19651965年合成了具有生理活性的蛋白质年合成了具有生理活性的蛋白质结晶结晶 牛胰岛素牛胰岛素（化学通报，（化学通报，1965.5 P257-285)；1979 1979年完成了年完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸酵母丙氨酸转移核糖核酸的半合成，的半合成，1981 1981年完成了全合成（化学通报，年完成了全合成（化学通报，1982.12 P28）有机化学有机

19、化学是涉及大量是涉及大量天然物质天然物质和和合成物质合成物质的独特的学的独特的学科，这些物质直接关系到人类的科，这些物质直接关系到人类的衣、食、住、行衣、食、住、行。利用有机化学可以制造出无数在生活、健康和生产方利用有机化学可以制造出无数在生活、健康和生产方面不可缺少的产品，这是面不可缺少的产品，这是一门对国民经济起着决定性作用一门对国民经济起着决定性作用的学科的学科。石油化工，新型燃料，橡胶、塑料、涂料、化妆品、石油化工，新型燃料，橡胶、塑料、涂料、化妆品、杀虫剂、农药、药品、合成材料杀虫剂、农药、药品、合成材料等工业部门的基础，这些等工业部门的基础，这些部门成为国民经济的支柱产业。部门成为

20、国民经济的支柱产业。组成组成人体器官的物质人体器官的物质、供给、供给人体营养的食物人体营养的食物以及以及人体人体中发生的反应中发生的反应实质上也是实质上也是有机物质有机物质和和有机反应有机反应。构成构成动、植物动、植物结构组织的结构组织的蛋白质蛋白质和和纤维素纤维素、水果水果和和花花的香气的香气等也是等也是有机化学的研究范围有机化学的研究范围之内。之内。三、有机化学的重要性三、有机化学的重要性 有机化学有机化学与我们有着千丝万缕的关系，学习有机化与我们有着千丝万缕的关系，学习有机化学就是要改善我们的生活与生产。既然我们以化学为未学就是要改善我们的生活与生产。既然我们以化学为未来的事业贡献聪明才

21、智，学习有机化学就有了巨大的动来的事业贡献聪明才智，学习有机化学就有了巨大的动力和责任感。力和责任感。生物化工生物化工、功能材料功能材料、生物科学生物科学与与有机化学有机化学结合，结合，形成新的产业部门。形成新的产业部门。有机化合物分子中各原子之间一般是以共价键连接起有机化合物分子中各原子之间一般是以共价键连接起来的。对于共价键形成的理论解释，常用的有两种方法。来的。对于共价键形成的理论解释，常用的有两种方法。价键理论价键理论分子轨道论分子轨道论一、价键理论一、价键理论 共价键共价键的形成，可看作是的形成，可看作是原子轨道的重叠原子轨道的重叠或或电子配对电子配对的结果。的结果。1-2 1-2

22、共价键共价键 共价键的本质是在共价键的本质是在19271927年由海特勒（年由海特勒（HeitlerHeitler）和伦和伦敦（敦（LodonLodon）用量子力学处理氢分子后才得以阐明的。用量子力学处理氢分子后才得以阐明的。假定分子的原子具有未成对电子且自旋方向相反，就可假定分子的原子具有未成对电子且自旋方向相反，就可以配对偶合，每一对电子形成一个共价键；以配对偶合，每一对电子形成一个共价键；原子的未共用电子数就是它的原子价数；原子的未共用电子数就是它的原子价数；如果一个原子的未共用电子已经配对，它就不能再与其如果一个原子的未共用电子已经配对，它就不能再与其 它未成对电子配对，这种性质叫做共

23、价键的它未成对电子配对，这种性质叫做共价键的饱和性饱和性；电子云重迭的程度越大，形成的价键越稳定，因此原子电子云重迭的程度越大，形成的价键越稳定，因此原子轨道要尽可能在键轴方向上实现最大程度的重迭，这种轨道要尽可能在键轴方向上实现最大程度的重迭，这种性质叫做共价键的性质叫做共价键的方向性方向性；能量相近的原子轨道可进行杂化形成能量相近的杂化轨能量相近的原子轨道可进行杂化形成能量相近的杂化轨 道，这样可加强其成键能力，成键后达到最稳定的状态。道，这样可加强其成键能力，成键后达到最稳定的状态。主要内容主要内容 分子轨道分子轨道理论认为共价键的形成是由于成键原子理论认为共价键的形成是由于成键原子的原

24、子轨道相互重叠后，重新组合成整体的分子轨道的原子轨道相互重叠后，重新组合成整体的分子轨道的结果。的结果。分子轨道理论分子轨道理论与与价键理论价键理论的不同之处是成键电子的不同之处是成键电子不再定域在个别原子上，也不定域在两个成键原子之不再定域在个别原子上，也不定域在两个成键原子之间，而是离域到整个分子中运动。间，而是离域到整个分子中运动。成键分子轨道成键分子轨道*反键分子轨道反键分子轨道原子轨道原子轨道原子轨道原子轨道能量能量 两个两个原子轨道原子轨道充分接近后，能通过原子轨道的线充分接近后，能通过原子轨道的线性组合，形成两个性组合，形成两个分子轨道分子轨道。其中，能量低于原来原。其中，能量低

25、于原来原子轨道的分子轨道叫子轨道的分子轨道叫成键轨道成键轨道，能量高于原来原子轨，能量高于原来原子轨道的分子轨道叫道的分子轨道叫反键轨道反键轨道。二、分子轨道理论二、分子轨道理论1.1.键长键长由共价键连接起来的两个原子的核间距离由共价键连接起来的两个原子的核间距离单位：单位：1 nm=10 A。在不同化合物中的在不同化合物中的CC 键键0.1466H2C=HCCH=CH2sp2-sp20.1510H3CCH=CH2sp3-sp20.1540H3CCH2CH3sp3-sp30.1530H3CCH3sp3-sp3键长键长(nm)nm)化合物化合物键类型键类型三、共价键的属性（参数）三、共价键的属

26、性（参数）共价键的键长、键角、键能和键的极性是共价键的基共价键的键长、键角、键能和键的极性是共价键的基本性质，称为共价键的属性或共价键参数。本性质，称为共价键的属性或共价键参数。键长键长(nm)C H 0.109 C C 0.154 C C 0.120C C 0.134注意：注意：不同不同的共价键的共价键有不同的键长有不同的键长不同化合物，其相同的原子不同化合物，其相同的原子核间的键长稍有差别核间的键长稍有差别2.2.键角键角两个共价键之间的夹角两个共价键之间的夹角键长键长、键角键角决定着分子的决定着分子的立体形状立体形状。注意：注意：不同分子有不同分子有“同一种同一种”的键角，差别很大的键角

27、，差别很大。CH2CH2CH260。109.5HHHHC112106CH3HHCH3C105OHH111CH3CH3O 同一类型同一类型的化合物连接的化合物连接不同的原子（基团）不同的原子（基团）键键 角有所不同。角有所不同。键能键能是指一个共价键的强度，一般共价键结合得是指一个共价键的强度，一般共价键结合得牢固牢固，则其则其键能键能就就大大。3.3.键能键能将将1 1molmol分子（气态）解离为原子（气态）时所分子（气态）解离为原子（气态）时所吸收的能量。吸收的能量。单位：单位：kJ/mol A（气气）+B（气气）A-B（气气）键的键的形成形成放热放热，H为为负值负值断裂断裂吸热吸热，H为

28、为正值正值Cl+Cl Cl2 H=-242kJ/mol (放热放热)Cl2 2Cl H=+242kJ/mol (吸热吸热)键能键能是指破坏或形成某一个共价键所需的平均能量。一是指破坏或形成某一个共价键所需的平均能量。一般来说，有机分子的般来说，有机分子的键能键能越越小，小，键就越键就越活泼；活泼；键能键能越越大，大，键键就比较就比较稳定。稳定。双原子双原子分子分子键能键能也就是键的也就是键的离解能离解能；多原子多原子分子同类型共价键的分子同类型共价键的键能键能，是各个键，是各个键离解能的平均值离解能的平均值。如：如：离解能离解能H（kJ/mol）CH4 CH3+H +435.1CH3 CH2+

29、H +443.5CH2 CH +H +443.5CH C +H +338.9 H=（435.1+443.5+443.5+338.9）=1661 kJ/mol 故甲烷故甲烷C-H 键的键的键能键能为：为：1661/4=415.3 kJ/mol而而CH4 C +4H4.4.键的极性与偶极矩键的极性与偶极矩 分子中以共价键相连的原子吸引电子的能力是不同的。分子中以共价键相连的原子吸引电子的能力是不同的。电负性大电负性大吸引电子能力大。吸引电子能力大。电负性小电负性小吸引电子能力小。吸引电子能力小。相同两原子形成的共价键，电子云对称分布在两核相同两原子形成的共价键，电子云对称分布在两核中间中间无极性无

30、极性。如：如：H H Cl Cl(非极性共价键非极性共价键)-表示带有表示带有部分部分的的正电荷正电荷。表示带有表示带有部分部分的的负电荷负电荷。+不相同的两个原子形成的共价键不相同的两个原子形成的共价键有极性有极性。H Cl+-(极性共价键极性共价键)共价键共价键极性极性的大小是用键的的大小是用键的偶极矩偶极矩来量度的。来量度的。键的键的极性大极性大，偶极矩偶极矩大大。键的键的极性小极性小，偶极矩偶极矩小小。偶极矩（偶极矩（）等于等于正正、负电荷负电荷中心中心距离（距离（d）与其所与其所带带电荷（电荷（q）的乘积。的乘积。偶极矩偶极矩的单位为的单位为德拜德拜（Debye.P 荷兰物理学家荷兰

31、物理学家),),简写简写为为D D。1 1D=10=10-8-8cm 1010-10-10静电单位。静电单位。即即=d q 单位：单位：D（德拜）德拜）分子的分子的偶极矩偶极矩可以是可以是分子本身所固有分子本身所固有的，也可在的，也可在外界外界电场电场作用下产生作用下产生,前者称为分子的前者称为分子的永久性偶极矩永久性偶极矩,后者称为后者称为诱导偶极矩诱导偶极矩。=0 D=0 DClHHHC一氯甲烷一氯甲烷 甲甲 烷烷 HHHHC四氯化碳四氯化碳 CClClClCl=1.94 D二氧化碳二氧化碳 O C O =0 D 双原子双原子分子的分子的极性极性就是其就是其键的极性键的极性，可书写如下：，

32、可书写如下：HCl =1.03D 多原子多原子分子的分子的极性极性是各个价键极性的是各个价键极性的矢量和矢量和。偶偶极矩极矩是矢量是矢量,具有具有方向性方向性。断裂方式：决定于分子结构和反应条件。断裂方式：决定于分子结构和反应条件。共价键断裂有两种：共价键断裂有两种：均裂均裂（非极性键、弱极性键，非极性溶剂）（非极性键、弱极性键，非极性溶剂）异裂异裂（极性键，极性溶剂）（极性键，极性溶剂）2.2.异裂异裂-两个原子间的共用电子对不均匀的裂解两个原子间的共用电子对不均匀的裂解1.1.均裂均裂-两个原子间的共用电子对均匀的裂解两个原子间的共用电子对均匀的裂解自由基（游离基）自由基（游离基）（游离基

33、反应）（游离基反应）C Y C+Y均裂均裂（离子型反应）（离子型反应）C Y碳正离子碳正离子C +Y+-碳负离子碳负离子 C +Y+-异裂异裂四、共价键的断裂四、共价键的断裂 共价键共价键是有机物中的主要价键类型，有机化合物是有机物中的主要价键类型，有机化合物之间的化学变化大都涉及到共价键的之间的化学变化大都涉及到共价键的断裂断裂和和形成形成。一、按碳架分类一、按碳架分类1-3 1-3 有机化合物的分类有机化合物的分类ON N如：如：从香树脂中发现。从香树脂中发现。CH3如：如：脂环化合物脂环化合物芳香族化合物芳香族化合物 也叫也叫脂肪族化合物脂肪族化合物，最初在油脂中发现，最初在油脂中发现C

34、2H5-OH 、CH3COOH如：如：CH3CH2CH3、CH3-CH=CH2、CH2CH2CH2H2CH2CCH2CH2H2CH2CCH2CH2化学性质与开链化合物相似化学性质与开链化合物相似如：如：以上分类只是从有机物母体（或碳干）形式分，并不以上分类只是从有机物母体（或碳干）形式分，并不反映其性质，实际也不反映其结构本质。反映其性质，实际也不反映其结构本质。分分三三大大类类2.2.碳环化合物碳环化合物3.3.杂环化合物杂环化合物1.1.开链化合物开链化合物 补充了由碳架分类的不足，并反映了各族有机物之补充了由碳架分类的不足，并反映了各族有机物之间的内在联系。间的内在联系。乙酸乙酸CH3-

35、COOH羧基羧基 -COOH羧酸羧酸丙酮丙酮CH3COCH3羰基羰基 C=O醛和酮醛和酮乙醇乙醇C2H5-OH羟基羟基 -OH醇和酚醇和酚溴乙烷溴乙烷C2H5-Br卤素卤素-X卤代烃卤代烃乙炔乙炔H-C三三C-H三键三键-C三三C-炔烃炔烃乙烯乙烯H2C=CH2双键双键C=C烯烃烯烃实实 例例官能团名称官能团名称官能团式子官能团式子化合物类别化合物类别二、按官能团分类二、按官能团分类 官能团官能团是分子中比较活泼，容易发生化学反应的原子是分子中比较活泼，容易发生化学反应的原子或基团，或基团，官能团官能团对化合物的性质起着对化合物的性质起着决定性决定性的作用。的作用。根据根据官能团官能团不同，可

36、将有机化合物分为：不同，可将有机化合物分为：烷烃、烯烃烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧酸、硝基、炔烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、醌、羧酸、硝基化合物、胺化合物、胺等。等。贝采利乌斯贝采利乌斯是当时很有名望的化学家。是当时很有名望的化学家。17791779年年8 8月月2020日生于东约特兰省的林雪平。日生于东约特兰省的林雪平。17971797年考上乌普年考上乌普萨拉大学医学系学习，萨拉大学医学系学习，18021802年获医学博士学位。年获医学博士学位。在该学院当讲座义务助手，业余功读化学。在该学院当讲座义务助手，业余功读化学。18071807年任化学教授，。年任化学教授，

37、。18351835年皇帝查理十四晋封他为年皇帝查理十四晋封他为男爵。他把厨房改建为实验室进行科学研究工作。男爵。他把厨房改建为实验室进行科学研究工作。他的研究工作涉及许多领域：他的研究工作涉及许多领域：在发展原子论方面，他发现了几种新元素：铈、在发展原子论方面，他发现了几种新元素：铈、硒、钍。他还制定出近代元素符号，沿用至今。硒、钍。他还制定出近代元素符号，沿用至今。在电化学方面，贝采利乌斯在电化学方面，贝采利乌斯18141814年提出了电化学二元论学说：年提出了电化学二元论学说：在有机化学方面，贝采利乌斯在在有机化学方面，贝采利乌斯在18081808年最早提出年最早提出“有机化学有机化学”这

38、个名这个名称。称。他还发现了肌乳酸（他还发现了肌乳酸（1806 1806）、丙酮酸（）、丙酮酸（1835 1835）。在分析化学方面，他创始了重量分析，改进了有机元素分析方法。在分析化学方面，他创始了重量分析，改进了有机元素分析方法。贝采利乌斯贝采利乌斯(Berzelius.J.J.Berzelius.J.J.1779-1848 1779-1848 瑞典化学家瑞典化学家)贝采利乌斯贝采利乌斯的主要特点是严密性与系统性，观察精确，描述的主要特点是严密性与系统性，观察精确，描述清晰。他是生命力论的拥护者。清晰。他是生命力论的拥护者。肖莱马肖莱马(Schorlemmer.C.183418341892

39、1892德国有机化学家德国有机化学家)肖莱马肖莱马是一位共产主义战士，同时又是是一位共产主义战士，同时又是一位优秀的化学家。一位优秀的化学家。18341834年年9 9月月3030日出生于德日出生于德国黑森州的达姆施塔特的一个手工业家庭。国黑森州的达姆施塔特的一个手工业家庭。18591859年进入吉森大学化学系，由于交不起学年进入吉森大学化学系，由于交不起学费，只读了一个学期中途缀学。费，只读了一个学期中途缀学。18591859年到英年到英国曼彻斯特担任欧文斯学院化学教授罗斯科国曼彻斯特担任欧文斯学院化学教授罗斯科的私人助手，从此定居英国。的私人助手，从此定居英国。18611861年成为正年成

40、为正式助手，在该院的化学实验室里工作，式助手，在该院的化学实验室里工作，18721872年开始发表论文，由于他致力于科学，年开始发表论文，由于他致力于科学，18711871年当选为英国皇家学会会员。年当选为英国皇家学会会员。18741874年任教授，年任教授，为英国第一位有机化学教授。为英国第一位有机化学教授。肖莱马肖莱马的化学研究是从脂肪烃作为起点。的化学研究是从脂肪烃作为起点。他从石油中分离出戊烷、己烷、庚烷和辛烷。他从石油中分离出戊烷、己烷、庚烷和辛烷。对丙烷和庚烷分别进行氯代得到对丙烷和庚烷分别进行氯代得到1-1-氯丙烷和氯丙烷和两种氯庚烷，从而水解得到相应的醇。两种氯庚烷，从而水解得

41、到相应的醇。肖莱肖莱 马马测定烷烃的沸点，发测定烷烃的沸点，发现直链烷烃比其异构体有较高的沸点，揭示了结构与性质的关系。现直链烷烃比其异构体有较高的沸点，揭示了结构与性质的关系。维勒维勒是因首先在实验室里从无机物是因首先在实验室里从无机物合成了有机物合成了有机物-尿素而闻名于世。尿素而闻名于世。18001800年年7 7月月3131日生于德国法兰克福。日生于德国法兰克福。18201820年考入马尔堡大学医学院，年考入马尔堡大学医学院，18211821年开始年开始对化学感兴趣，对化学感兴趣，18231823年他决定放弃医学，年他决定放弃医学，在斯德哥尔摩跟贝采利乌斯一起工作一在斯德哥尔摩跟贝采利

42、乌斯一起工作一年。年。18251825年维勒回国，在柏林化学和矿年维勒回国，在柏林化学和矿物学校和卡塞尔技术学校教化学。物学校和卡塞尔技术学校教化学。18361836年维勒任格丁根大学化学教授。年维勒任格丁根大学化学教授。维勒在大学时代便致力于氰基化合维勒在大学时代便致力于氰基化合物的研究，确定了异氰酸的组成，和李物的研究，确定了异氰酸的组成，和李比希确定的雷酸结果一致，导致了对异比希确定的雷酸结果一致，导致了对异构体的认识。维勒还鉴定出氰酸银构体的认识。维勒还鉴定出氰酸银,发现发现了安息香基、扁桃苷和氢醌。最早分离了安息香基、扁桃苷和氢醌。最早分离出元素铍并命名。出元素铍并命名。184218

43、42年他制备了碳化年他制备了碳化钙。钙。维勒维勒（Fwohler,1800,18001882,1882,德国化学家）德国化学家）由于成键原子轨道不都是球形对称的，如由于成键原子轨道不都是球形对称的，如P P 原子轨道原子轨道具有方向性，为使原子轨道最大程具有方向性，为使原子轨道最大程 度的重叠，因此共价键也就具有了度的重叠，因此共价键也就具有了方向性方向性。方向性方向性+Cl(2p)H(1s)HClxyHClxyHClxy重叠最大重叠最大重叠重叠较小较小不能重叠不能重叠稳定结合稳定结合不稳定结合不稳定结合 形成形成共价键共价键时，在两个原子核间距离（键长）一定的条时，在两个原子核间距离（键长）

44、一定的条件下，轨道总是尽可能地达到最大程度的重叠件下，轨道总是尽可能地达到最大程度的重叠这就是这就是轨道最大重叠原理轨道最大重叠原理。轨道重叠得越多，共价键就越牢固轨道重叠得越多，共价键就越牢固。1.6 酸碱的概念酸碱的概念1.6.1 Brnsted 酸碱理论酸碱理论 Brnsted 定义：定义：酸：给出质子的分子或离子酸：给出质子的分子或离子碱：接受质子的分子或离子碱：接受质子的分子或离子H2O +NH3OH+HNH3酸酸 碱碱 碱碱 酸酸共轭碱共轭碱 共轭酸共轭酸 强酸的共轭碱是弱碱：强酸的共轭碱是弱碱：H2SO4HSO4+H+弱碱弱碱强酸强酸弱酸的共轭碱是强碱：弱酸的共轭碱是强碱：CH3

45、COOHCH3COO +H+弱酸弱酸强碱强碱1.6.2 Lewis 酸碱理论酸碱理论Lewis 酸酸(Lewis acids)：能够接受未共用电子对的分子或离子能够接受未共用电子对的分子或离子Lewis 碱碱(Lewis bases)：能够给出电子对的分子或离子能够给出电子对的分子或离子ClH+OHHOHHH+ClFBFF+OCH2CH3CH2CH3FBFFOCH2CH3CH2CH3酸碱络合物酸碱络合物电电子子接接受受体体电子给予体电子给予体ClH+OHHOHHH+ClFBFF+OCH2CH3CH2CH3FBFFOCH2CH3CH2CH3Lewis 酸：具有空轨道原子的分子或离子酸：具有空轨道

46、原子的分子或离子 HClCH3COOHOHCH3CH2OHLi+Mg2+R+Ag+AlCl3 BF3 TiCl4 SnCl2 FeCl3 ZnCl2Lewis 碱：具有未共用电子对原子的分子碱：具有未共用电子对原子的分子 或离子或离子H2O NH3 CH3NH2 CH3OH CH3OCH3XOHCNNH2RRO1.6.3 硬软酸碱原理硬软酸碱原理影响酸碱反应难易程度的因素：影响酸碱反应难易程度的因素：离子的大小离子的大小 电荷的多少电荷的多少 电负性电负性Pearson 将将 Lewis 酸碱分为：酸碱分为：硬酸：接受体的原子小，带正电荷多，硬酸：接受体的原子小，带正电荷多，价电子层没有未共用

47、电子对价电子层没有未共用电子对H+Li+Na+K+Mg2+Ca2+Al3+BF3 AlCl3 SO3 CO2HX软酸：接受体的原子大，带正电荷少，软酸：接受体的原子大，带正电荷少，价电子层里有未共用电子对价电子层里有未共用电子对RX ROTSCu+Ag+Hg2+RS+Br+I+Br2 I2硬碱：给予体的原子电负性高，可极化性低，硬碱：给予体的原子电负性高，可极化性低，不易被氧化不易被氧化FClAcOSO42-NO3NH3 RNH2H2O HOROH ROR RO软碱：给予体的原子电负性低，可极化性高，软碱：给予体的原子电负性低，可极化性高，易被氧化易被氧化RSHSISCNC2H4 C6H6 R HRSH RSRR3PCN硬酸硬酸硬碱硬碱外层电子抓得紧外层电子抓得紧软酸软酸软碱软碱外层电子抓得松外层电子抓得松 “硬硬”、“软软”是用来描述酸碱抓电子的是用来描述酸碱抓电子的松紧程度。松紧程度。