有機(jī)化學(xué)南京理工大學(xué)01緒論xiu

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1、第 一 章 緒 論1.1 有 機(jī) 化 合 物 1.1.1有 機(jī) 化 合 物 和 有 機(jī) 化 學(xué) 1.1.2 有 機(jī) 化 合 物 的 分 類 與 官 能 團(tuán)1.2 有 機(jī) 化 合 物 的 結(jié) 構(gòu) 理 論 1.2.1原 子 軌 道 和 八 隅 體 1.2.2化 學(xué) 鍵 和 雜 化 軌 道 1.2.3 分 子 軌 道 理 論 1.2.4 鍵 長(zhǎng) 鍵 角 和 鍵 能 1.2.5 鍵 的 極 性 1.2.6 孤 對(duì) 電 子 和 形 式 電 荷 1.3 有 機(jī) 物 構(gòu) 造 式 的 表 示 方 式1.4 分 子 間 相 互 作 用 力1.5 酸 堿 的 概 念1.6 有 機(jī) 反 應(yīng) 的 類 型 1.1有 機(jī)

2、 化 合 物1.1.1有 機(jī) 化 合 物 和 有 機(jī) 化 學(xué) 有 機(jī) 化 學(xué) 的 研 究 內(nèi) 容有 機(jī) 化 合 物 組 成結(jié) 構(gòu)性 質(zhì) 的 變 化 規(guī) 律性 質(zhì) 有 機(jī) 反 應(yīng) 有 機(jī) 化 合 物 的 組 成 ： 基 本 元 素 ： C 其 它 元 素 ： H, N, O, X, S, P, Si 等 有 機(jī) 化 合 物 ： 常 指 含 碳 原 子 的 化 合 物 ，泛 指 為 碳 氫 化 合 物 及 其 衍 生 物CHH H H CH3CH2OH乙 醇(乃 詩(shī) 仙 李 白 所 愛 之 酒 也 ) 3CH使 人 們 的 行 程 來(lái) 也 匆 匆 ,去 也 匆 匆 ,乃 航 空 汽 油 也甲 苯甲

3、 烷(沼 氣 ) C原 子 與 其 它 原 子 形 成 分 子 時(shí) 的 排 布 規(guī) 律 丁 醇 C4H10Oa 碳 架 b 其 它 原 子 分 布 在 C原 子 周 圍 C C C C C H H H C OH C H H H C HH H CH H H C H H C H H C H H OH CH H H C H H C H OH C H H H C C C C C與 其 它 原 子 結(jié) 合 力 化 學(xué) 鍵 化 學(xué) 鍵 ： 在 分 子 中 ， 原 子 或 原 子 團(tuán) 相 互結(jié) 合 的 強(qiáng) 引 力 叫 做 化 合 鍵 。化 學(xué) 鍵 離 子 鍵共 價(jià) 鍵 相 互 提 供 電 子獨(dú) 立 提 供

4、電 子 a方 向 性b飽 和 性c空 間 特 性金 屬 鍵 通 過(guò) 價(jià) 電 子 轉(zhuǎn) 移 而 形 成 的 帶 有 相 反 電 荷 的 離 子 之 間 ， 由 于 靜 電吸 引 而 形 成 的 化 學(xué) 鍵 叫 離 子 鍵 。 例 如 ： 鈉 原 子 和 氯 原 子 反 應(yīng) 時(shí) （ 氣 態(tài) ） ， 鈉 給 出 一 個(gè) 電 子 形成 鈉 正 離 子 ， 氯 得 到 一 個(gè) 電 子 形 成 氯 負(fù) 離 子 ， 這 兩 個(gè) 正 負(fù) 離 子（ Na+和 Cl-） 由 靜 電 吸 引 （ 離 子 鍵 ） 而 形 成 氯 化 鈉 晶 體 （ Na+和Cl-） 。 離 子 鍵 Na (氣 ) Na(氣 ) + e

5、Cl(氣 ) + e Cl(氣 )Na (氣 ) + Cl(氣 ) Na Cl(氣 ) 共 價(jià) 鍵 C 4 H+ CH HHH CH HH HKecul 價(jià) 鍵 式Lewis 結(jié) 構(gòu) 式 a帶 有 單 個(gè) 電 子 的 兩 個(gè) 原 子 ， 通 過(guò) 電 子 對(duì) 的 共用 形 成 的 化 學(xué) 鍵 。 例 如 ： 碳 原 子 的 四 個(gè) 價(jià) 電 子 分 別 與 四 個(gè) 氫 原子 的 價(jià) 電 子 共 用 （ 共 價(jià) 鍵 ） 而 形 成 甲 烷 分 子 。 有 機(jī) 化 合 物 中 原 子 和 原 子 間 的 連 接 都 是 共 價(jià)鍵 ， 因 此 有 機(jī) 化 合 物 的 共 同 結(jié) 構(gòu) 特 征 共 價(jià)鍵 結(jié)

6、 合 。 b 由 一 個(gè) 原 子 提 供 一 對(duì) 電 子 形 成 的 共 價(jià) 鍵 叫 做配 位 鍵 。 用 符 號(hào) “ ” 表 示 ， 箭 頭 指 向 接 受 電子 的 原 子 。例 如 (CH3)3N O， （ 氧 化 三 甲 胺 ）其 中 氮 和 氧 所 共 有 的 一 對(duì) 電 子 完 全 是 由 氮 所 提供 的 。 c金 屬 鍵 （ 略 ） 金 屬 鍵 的 最 大 特 征 是 外 層 價(jià) 電 子 很 容 易 失 去 ， 形 成正 離 子 和 自 由 電 子 ， 自 由 電 子 不 是 固 定 在 某 一 金 屬 離 子附 近 的 ， 而 是 在 離 子 晶 格 中 自 由 運(yùn) 動(dòng) ，

7、由 于 自 由 電 子 不停 的 運(yùn) 動(dòng) ， 而 將 金 屬 的 原 子 或 離 子 連 接 在 一 起 所 形 成 的化 學(xué) 鍵 叫 做 金 屬 鍵 。 1.1.2 有 機(jī) 化 合 物 的 分 類 與 官 能 團(tuán)有 機(jī) 化 合 物 可 按 碳 架 和 官 能 團(tuán) 分 類 兩 種 。按 碳 架 分 三 類 開 鏈 化 合 物兩 端 碳 鏈 不 相 連 ， 碳 碳 之 間 的 鍵 乙 烷 （ 單 鍵 ） 1-丁 烯 （ 雙 鍵 ） 丙 炔 （ 三 鍵 ）CH 3 CH 3 CH 3CH 2CH CH 2 CH 3C CH單 鍵 C-C三 鍵 C C 雙 鍵 C C 環(huán) 狀 化 合 物兩 端 碳

8、鏈 相 連 而 成 環(huán)環(huán)狀化合物 碳環(huán)化合物 雜環(huán)化合物 脂 環(huán) 化 合 物 ： 性 質(zhì) 和 開 鏈 化 合 物 相 似芳 香 族 化 合 物 :具 有 特 殊 的 物 理 和 化 學(xué) 性 質(zhì)脂 雜 環(huán) 化 合 物芳 雜 環(huán) 化 合 物 脂 環(huán) 化 合 物 ： OH環(huán) 己 烷 環(huán) 戊 二 烯 環(huán) 辛 烯 環(huán) 己 醇芳 香 族 化 合 物 OH Cl苯 萘 苯 酚 氯 苯雜 環(huán) 化 合 物 ：四 氫 呋 喃 噻 吩 吡 啶 糠 醛 SO N O CHO 2、 按 官 能 團(tuán) 分 類特 殊 的 原 子 或 原 子 團(tuán) 叫 做 官 能 團(tuán)官 能 團(tuán) 展 現(xiàn) 有 機(jī) 化 合 物 的 性 質(zhì) 具 有 進(jìn)

9、 行 反 應(yīng) 和 發(fā) 生 轉(zhuǎn) 變 的 功 能表 1.1 有 機(jī) 分 子 中 常 見 的 官 能 團(tuán) 表 1.1 有 機(jī) 分 子 中 常 見 的 官 能 團(tuán)化 合 物 類 型 化 合 物 官 能 團(tuán) 構(gòu) 造 官 能 團(tuán) 名 稱烯 烴炔 烴 鹵 代 烴醇 和 酚醚醛 酮羧 酸腈胺 硝 基 化 合 物硫 醇磺 酸 H2C CH2HC CHCH3 XC2H5OH,C6H5OHC 2H5 O C2H5CH3 C HOCH3 C CH3O CH3 C OHOCH3 C NCH3 NH2CH 3 NO2C2H5 SHC6H5 SO3H C CC CXOHC O CC H OCOC OHO C NNH2NO2

10、SHSO 3H 碳 碳 雙 鍵碳 碳 叁 鍵鹵 基 (鹵 原 子 )羥 基醚 鍵 醛 基酮 基 (羰 基 )羧 基 氰 基氨 基硝 基巰 基磺 基 1.2 有 機(jī) 化 合 物 的 結(jié) 構(gòu) 理 論1.2.1原 子 軌 道 和 八 隅 體（ 1） 原 子 軌 道 電 子 在 原 子 中 的 運(yùn) 動(dòng) 狀 態(tài) 叫 做 原 子 軌 道 ，用 波 函 數(shù) 表 示 。 電 子 的 運(yùn) 動(dòng) 狀 態(tài) 常 用 s軌 道 和 p軌 道 來(lái) 描 述 。其 物 理 意 義 是 電 子 在 某 軌 道 域 出 現(xiàn) 的 概 率 。 將出 現(xiàn) 的 概 率 繪 制 成 圖 ， 就 像 帶 負(fù) 電 荷 的 “ 云 ” ，謂 之

11、電 子 云 軌 道 也 。 軌 道 的 形 狀 電 子 云 以 原 子 核 為 中 心 呈 球 體 狀 稱 s軌 道 。 在 原 子第 一 層 只 有 1s軌 道 ， 是 能 量 最 低 的 軌 道 。 在 原 子 的 第 二 層 共 計(jì) 有 四 個(gè) 軌 道 。 一 個(gè) 2s軌 道 ，三 個(gè) 能 量 相 同 的 P軌 道 ， 即 Px、 Py、 Pz軌 道 。 三 個(gè) 軌道 彼 此 相 互 垂 直 。 （ 形 象 地 講 ， 2個(gè) p軌 道 形 成 紅 十 字 會(huì) 標(biāo) 志 ， 另一 個(gè) P軌 道 則 穿 過(guò) 十 字 中 心 ） ， 分 別 在 xyz軸 上呈 “ 8” ， 由 兩 辯 組 成

12、， 原 子 核 在 “ 8” 狀 軌 道的 中 間 坐 標(biāo) 零 之 處 。 p電 子 通 過(guò) 原 子 核 的 直 線為 軸 對(duì) 稱 而 集 中 在 原 子 核 兩 邊 的 一 定 區(qū) 域 內(nèi) 。每 個(gè) p軌 道 都 有 一 個(gè) 節(jié) 面 ， 如 Pz軌 道 圍 繞 z軸 呈軸 對(duì) 稱 ， xy平 面 為 節(jié) 面 ， 節(jié) 面 上 的 電 荷 密 度 為零 。 P軌道 （ 2） 八 隅 體 和 分 子 的 穩(wěn) 定 性外 層 軌 道 為 滿 的 構(gòu) 型 才 是 穩(wěn) 定 結(jié) 構(gòu) 。八 隅 體 本 不 是 八 ， 隅 之 成 八 。 隅 互 用 也 。分子 8電 子 構(gòu) 型（ 八 隅 體 ）原 子外 層

13、軌 道原 子外 層 軌 道 2電 子 構(gòu) 型 惰 性 元 素 氦2電 子 構(gòu) 型惰 性 元 素 氖 氬 氡8電 子 構(gòu) 型 乙 烯 乙 炔 外 層 軌 道 均 為 8電 子 構(gòu) 型 而 穩(wěn) 定 。例 如 外 層 軌 道 2個(gè) 電 子 構(gòu) 型C C O HH H HH H 乙醇 氫 ： 2個(gè) 電 子 構(gòu) 型氧 ： 8個(gè) 電 子 構(gòu) 型碳 ： 8個(gè) 電 子 構(gòu) 型 在 乙 醇 分 子 中 對(duì) 于 單 獨(dú) 的 各 個(gè) 原 子 的 外層 軌 道 都 不 足 以 滿 足 其 穩(wěn) 定 構(gòu) 型 。 電 子 互 用 ，達(dá) 到 2個(gè) 電 子 和 8電 子 構(gòu) 型 而 穩(wěn) 定 也 。C CHHH H HH HHC

14、 C乙 烯 C CH H C CH HH +H HH 2 雜 化 軌 道 什 么 是 雜 化 雜 化 的 實(shí) 質(zhì) 就 是 能 量 相 近 的 軌 道 重 新 組 合 。能 量 相 近 就 是 獨(dú) 個(gè) 原 子 的 軌 道 雜 化 必 須 是同 層 軌 道 才 能 重 新 組 合 。 如 碳 原 子 的 1s和 2s軌道 不 能 雜 化 ， 不 符 合 能 量 相 近 原 則 。 不 同 的 原子 則 視 具 體 情 況 而 定 。 軌 道 形 態(tài) S軌 道 以 原 子 核 為 中 心 呈 球 體 狀 。 P軌 道 以 原 子 核 為 中 心 的 8字 狀 。 為 什 么 要 雜 化 為 了 從

15、理 論 上 解 釋 化 合 物 的 各 種 性 質(zhì) 。 怎 樣 雜 化 原 子 軌 道 是 描 述 電 子 繞 核 運(yùn) 動(dòng) 狀 態(tài) 的 常 用sp軌 道 ， 故 原 子 軌 道 與 原 子 軌 道 雜 化 有 三 種 形式 。 即 SP、 SP2、 SP3。 SP3雜 化 一 個(gè) S軌 道與 三 個(gè) P軌 道 雜 化SP3雜 化 如 何 進(jìn) 行 的 ？ 眾 所 周 知 ， 碳 原 子 在 基 態(tài) 時(shí) 的 外 層 軌 道 為 1個(gè) 2S軌 道 和 3個(gè) P軌 道 。 其 外 層 軌 道 構(gòu) 型 為 ：2S2， 2Px1、 2Py1、 2Pz0， 雜 化 軌 道 描 述 如 下 2p 2s 能 量

16、 2p 2s 基 態(tài) 激 發(fā) 態(tài) sp 3雜 化 態(tài) 2S軌 道 的 1個(gè) 電 子 被 激 發(fā) 到 2Pz空 軌 道 上 ， 形 成碳 原 子 的 外 層 軌 道 都 具 有 1個(gè) 電 子 即 2S1、 2Px1、2Py1、 2Pz1。 2s軌 道 和 3個(gè) 2P軌 道 重 新 組 合 得到 4個(gè) SP3雜 化 軌 道 。 S成 分 1/4， P成 分 3/4， 但軌 道 不 再 繞 核 呈 對(duì) 稱 分 布 ， 一 瓣 增 大 ， 另 一 瓣縮 小 ， SP3軌 道 的 形 態(tài) 為 2S未 雜 化 2P未 雜 化+ 雜 化 4個(gè) SP3雜 化 軌 道3 當(dāng) 進(jìn) 行 反 應(yīng) 時(shí) ， 碳 原 子

17、的 4個(gè) Sp3軌 道 與4個(gè) 原 子 或 基 團(tuán) 進(jìn) 行 反 應(yīng) ， 這 就 是 碳 原 子 為什 么 總 是 四 價(jià) 的 原 因 。雜 化 軌 道 吸 附 電 子 的 能 力 為 ：SPSP2SP3 雜 化 軌 道 分 布a、 SP3雜 化 軌 道 以 碳 原 子 為 中 心 ， 4個(gè) Sp3雜 化 軌道 對(duì) 稱 分 布 在 碳 原 子 周 圍 ， 互 成 109.5 的 角 度 ，因 而 呈 正 四 面 體 結(jié) 構(gòu) 。 2S未 雜 化 2P未 雜 化+ 雜 化 3個(gè) SP2雜 化 軌 道2b、 同 理 SP2雜 化 ， 就 是 1S軌 道 和 2P軌 道 雜 化 成 3個(gè) SP2雜 化

18、軌 道 即 ：SP2雜 化 軌 道 形 狀 和 SP3雜 化 軌 道 相 似 ， 但 它 們處 在 同 一 平 面 且 對(duì) 稱 分 布 在 碳 原 子 周 圍 ， 三 者之 間 成 120角 度 。 碳 的 SP2和 Pz軌 道 c、 SP雜 化 就 是 1S軌 道 和 1P軌 道 雜 化 成 2個(gè) SP雜化 軌 道 即 ：SP雜 化 軌 道 對(duì) 稱 分 布 在 碳 原 子 兩 側(cè) ， 成 為 一 條直 線 ， 方 向 相 反 ， 兩 者 之 間 為 180角 度2S未 雜 化 2P未 雜 化+ 雜 化 2個(gè) SP雜 化 軌 道1 碳 的 SP、 2Py、 2Pz軌 道 鍵 和 鍵 的 形 成

19、a鍵 乙 烯 的 分 子 式 為 C2H4，構(gòu) 造 式 為 : 碳 與 碳 之 間 由 一 鍵 和 一 個(gè) 鍵 連 接 的 。鍵 是 由 兩 個(gè) 碳 原 子 各 出 一 個(gè) SP2雜 化 軌 道 沿對(duì) 稱 軸 方 向 重 疊 而 成 。 即 ： CC HHHHCC 鍵 軸 向 重 疊 SP2 SP2 軸 向 重 疊 鍵 的 特 性 鍵 呈 圓 柱 型 對(duì) 稱 ， 比 較 牢 固 ， 可 極 化 性 小 ，可 沿 鍵 軸 自 由 旋 轉(zhuǎn) 鍵 的 特 性 易 斷 裂 （ 易 進(jìn) 行 化 學(xué) 反 應(yīng) ） 不 能 繞 軸 自 由 旋 轉(zhuǎn) 。 旋 轉(zhuǎn) 會(huì) 使 兩 個(gè) p軌 道 離開 平 行 狀 態(tài) ，

20、從 而 破 壞 軌 道 電 子 云 的 重 疊 。 b 鍵 鍵 是 由 兩 個(gè) 碳 原 子 各 出 一 個(gè) P軌 道 平 行 重 疊 而 成 。 鍵平 行 重 疊 鍵 分 布 在 鍵 的 上 面 和 下 面 。故 乙 烯 是 由 一 個(gè) C-C鍵 和 C-C鍵 形 成 的 。 分 子 軌 道 理 論 （ MO） 描 述 共 價(jià) 鍵 形 成 的 一 種 理 論 。 其 觀點(diǎn) 是 ： 在 分 子 中 任 何 電 子 可 看 成 是 在 所 有 核 和 其 余 電 子 所 形成 的 勢(shì) 場(chǎng) 中 運(yùn) 動(dòng) 。描 述 分 子 單 個(gè) 電 子 運(yùn) 動(dòng) 的 狀 態(tài) 函 數(shù) ( )稱 為 分 子 軌 道 。分

21、子 軌 道 理 論 ： 離 域原 子 軌 道 理 論 ： 定 域 分 子 軌 道 數(shù) 目 和 原 子 軌 道 數(shù) 目 相 等 。 成 鍵 軌 道 和 反 鍵 軌 道a 核 間 電 子 云 密 度 增 大 的 為 成 鍵 軌 道b 核 間 電 子 云 密 度 減 小 的 為 反 鍵 軌 道 1.2.3 分 子 軌 道 理 論4 原 子 軌 道 組 成 分 子 軌 道 的 三 條 件三 條 件 能 量 相 近最 大 重 疊 對(duì) 稱 性 （ 位 相 ） 相 同 *鍵 在 兩 個(gè) 原 子 核 間 有 一 個(gè) 節(jié) 面 鍵 在 兩 個(gè) 原 子 核 間 無(wú) 節(jié) 面 S S * *S PP P *P P *

22、PP平 行 重 疊 形 成 鍵 節(jié) 面 是 由 于 原 子 軌 道 組 成 分子 軌 道 ， 位 相 不 同 而 形 成 的 。它 表 示 分 子 軌 道 上 運(yùn) 動(dòng) 的 電子 極 難 光 顧 ， 即 電 子 出 現(xiàn) 在節(jié) 面 概 率 為 零 。 -+1 2 * + -表 示 位 相+ -+1 2+位 相 不 同位 相 相 同 總 結(jié) ： 1.原 子 軌 道 不 存 在 位相 問(wèn) 題2.原 子 軌 道 組 成 分 子 軌 道 符合 三 個(gè) 條 件 能 量 相 近 最 大重 疊 對(duì) 稱 性 （ 位 相 ） 相 同 3.對(duì) 同 一 個(gè) 原 子 而 言 ， 能 量相 同 才 能 形 成 分 子 軌

23、道 ， 能量 不 同 難 于 形 成 分 子 軌 道+ + -1S 1S+ - 1S 2S 分 子 軌 道 (能 量 相 同 ， 最 大 重 疊 ， 位 相 相 同 ）不 能 形 成 分 子 軌 道 (能 量 不 同 ) 5分 子 軌 道 容 納 電 子 要 符 合 三 原 則Pauli每 個(gè) 軌 道 最 多 容 納 兩 個(gè) 電 子 ， 且 兩 個(gè) 電 子 自 旋 必 須反 平 衡Hund 能 量 相 等 的 分 子 軌 道 ， 電 子 將 盡 可 能 占 據(jù) 不 同 的 軌道 ， 且 自 旋 平 行 a 能 量 最 低 原 理b pauli不 相 容 原 理c 洪 特 規(guī) 則4.對(duì) 不 是

24、同 一 個(gè) 原 子 而 言 ， 視 具 體 情 況 而 定 ， 即 ：+1S 2SA原 子 B原 子 1S 2S 1.2.4 鍵 長(zhǎng) 鍵 角 和 鍵 能 鍵 長(zhǎng) 兩 個(gè) 原 子 以 共 價(jià) 鍵 結(jié) 合 時(shí) 兩 個(gè) 原 子 核 間 的 距 離叫 做 鍵 長(zhǎng) 。 SP3SP2 SP， p成 分 越 多 ， 鍵 長(zhǎng) 越 長(zhǎng) 鍵 角 同 一 原 子 上 的 兩 個(gè) 鍵 之 間 的 夾 角 叫 做 鍵 角 。反 映 空 間 結(jié) 構(gòu) 。 鍵 能 將 兩 個(gè) 用 共 價(jià) 鍵 連 接 起 來(lái) 的 原 子 拆 開 成 原 子 狀 態(tài)時(shí) 所 需 要 吸 收 的 能 量 稱 之 為 鍵 的 解 離 能 。表 1-3

25、 一 些 共 價(jià) 鍵 的 鍵 能共 價(jià) 鍵 鍵 能 /kJmol-1 共 價(jià) 鍵 鍵 能 /kJmol-1 C CC HC NC OC F 347414305360485 C ClC BrC CC CC I 339285218611837 1.2.5 鍵 的 極 性 電 負(fù) 性 原 子 核 對(duì) 成 鍵 電 子 吸 引 的 能 力 叫 做 電 負(fù) 性 。 吸 電 子 能 力 ， 電 負(fù) 性 。 原 子 核 越 小 ， 具 有 正 電 荷 越 多 ， 吸 電 子能 力 強(qiáng) ， 電 負(fù) 性 強(qiáng) F電 負(fù) 性 最 大 共 價(jià) 鍵 的 極 性 由 共 價(jià) 鍵 結(jié) 合 的 兩 個(gè) 不 同 原 子 共 享

26、一對(duì) 電 子 ， 它 們 并 不 均 等 擁 有 電 荷 ， 導(dǎo) 致 正 負(fù) 電 荷 中 心 并不 重 合 ， 共 價(jià) 鍵 產(chǎn) 生 極 性 ， 鍵 的 極 性 可 用 +和 -表 示 。 +表 示 正 電 荷 ， -表 示 負(fù) 電 荷 。 正 負(fù) 電 荷 中 心 重 合 非 極 性 正 負(fù) 電 荷 中 心 不 重 合 極 性 共 價(jià) 鍵 的 可 極 化 性 無(wú) 論 是 極 性 的 還 是 非 極 性 的 共價(jià) 鍵 均 能 在 外 電 場(chǎng) 影 響 下 引 起 電 子 云 密 度 的 重 新 分 布 ，從 而 使 極 性 發(fā) 生 變 化 。 這 種 性 質(zhì) 稱 為 共 價(jià) 鍵 的 可 極 化 性

27、。C-X（ 鹵 素 ） 鍵 的 可 極 化 性 大 小 順 序 為 ： CI CBr CCl 鍵 的 可 極 化 性 是 鍵 的 一 種 暫 時(shí) 性 質(zhì) ， 極 性 是 鍵 的 固 有 性 質(zhì) 。由 于 鍵 電 子 束 縛 較 緊 ， 對(duì) 極 化 較 遲 鈍 ， 鍵 電 子 束 縛 較 松 ，對(duì) 極 化 較 敏 感 偶 極 矩某 些 分 子 的 正 電 中 心 和 負(fù) 電 中 心 不 相 重 合 ， 這 種 在 空 間具 有 兩 個(gè) 大 小 相 等 ， 符 號(hào) 相 反 電 荷 在 分 子 中 就 構(gòu) 成 一 個(gè)偶 極 ， 偶 極 可 以 表 示 ， 它 表 示 方 向 從 正 電 荷到 負(fù) 電

28、 荷 ， 則 偶 極 矩 為 正 電 中 心 或 負(fù) 電 中 心 上 的 電 荷 值q與 兩 個(gè) 電 荷 中 心 之 間 距 離 d的 乘 積 ， 用 表 示 = q d,單 位 c*m（ 庫(kù) 侖 米 ） 偶 極 矩 是 向 量 和 ， 在 四 氯 化 碳 分 子 中， 偶 極 相 等 ， 方 向 呈 反 相 對(duì) 應(yīng) ， 故 向 量 和 為 零 ， 即 為 0 + - - - - = 0c*m + - =6.24*10-30 c*mC ClClCl Cl HHH ClC 1.2.6 孤 對(duì) 電 子 和 形 式 電 荷原 子 形 成 分 子 后 ， 為 滿 足 八 隅 體 結(jié) 構(gòu) ，某 些 原

29、子 上 仍 有 未 用 于 成 鍵 的 價(jià) 電 子 ， 叫 做 孤 對(duì) 電 子（ 非 鍵 電 子 ） 。例 如 氧 原 子 有 6個(gè) 價(jià) 電 子 2對(duì) 孤 對(duì) 電 子 （ 4個(gè) 價(jià) 電 子 ）1對(duì) 孤 對(duì) 電 子 （ 2個(gè) 價(jià) 電 子 ）通 常 孤 對(duì) 電 子 不 被 表 示 出 來(lái) R O H R O HR 2NH R 2NH 碳 架 式 ： 將 分 子 中 直 接 與 碳 原 子 相 連 的 氫 原 子 略 去 ，只 表 示 出 碳 架 結(jié) 構(gòu) ， 基 團(tuán) 在 相 應(yīng) 的 碳 原 子 上 用 鍵 線 連 接 ， 開 庫(kù) 勒 結(jié) 構(gòu) 式 (鍵 線 式 )常 用 短 線 表 示 ：例 如1.3

30、 有 機(jī) 物 構(gòu) 造 式 的 表 示 方 式什 么 叫 構(gòu) 造 式表 示 分 子 中 原 子 間 連 接 次 序 的 化 學(xué) 式 稱 為 構(gòu) 造 式 。一 根 表 示 單 鍵 =根 表 示 雙 鍵 根 表 示 三 鍵 開 氏 （ 鍵 線 式 ）縮 略 式 碳 架 式構(gòu) 造 式H H H HHHHHH C C C C OH1-丁 醇 C C C CH H HH H HHH HOH2-丁 醇 縮 略 式 ： 將 分 子 中 各 個(gè) 原 子 按 次 序 表 達(dá) 出 來(lái) ， 相 同原 子 用 阿 拉 伯 數(shù) 字 表 明 。例 如 ： CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2（ OH） CH3

31、1-丁 醇 2-丁 醇 OHOH 單 鍵單 鍵 1-丁 醇2-丁 醇 1.4 分 子 間 相 互 作 用 力 范 氏 力 氫 鍵范 氏 力 ： 存 在 于 極 性 和 非 極 性 分 子 中 。氫 鍵 : 與 電 負(fù) 性 很 強(qiáng) 的 原 子 相 連 的 氫 ， 能 和 電 負(fù) 性 很 大的 原 子 產(chǎn) 生 吸 引 的 氫 鍵 。 N、 O、 F 3CH 2NO +H O H 3CH 2NOHOH2H CH 2NO3CH CO OH + H O H 3CH CO H O HOH氫 鍵 范 氏 力性 質(zhì) 飽 和 性 方 向 性 1.5 酸 堿 的 概 念有 機(jī) 分 子 中 的 酸 堿 常 用 進(jìn)

32、行 描 述質(zhì) 子 理 論電 子 理 論質(zhì) 子理 論 放 出 質(zhì) 子 的 物 質(zhì) 為 酸 ， 即 形 成 該 酸 的 共 軛 堿接 受 質(zhì) 子 的 物 質(zhì) 為 堿 ， 即 形 成 該 堿 的 共 軛 酸A-H B + H+ H2SO4 HSO4 + H+酸 堿 堿酸某 些 物 質(zhì) 具 有 雙 重 性 ：3CH ONa 2NaNH3(CH OH 酸 ) 3CH OH 2 4H SO3(CH OH 堿 ) 3 + 2 4-CH O H HSO 電 子 理 論 （ Lewis）Lewis酸 ： 有 空 軌 道 ， 是 親 電 試 劑 Lewis堿 ： 有 孤 對(duì) 電 子 ， 親 核 試 劑 酸 接 受

33、 電 子 （ 電 子 對(duì) 受 體 ） （ 親 電 試 劑 ）H3N + BF3 H3N-BF3堿 ： 給 出 電 子 （ 電 子 對(duì) 給 體 ） （ 親 核 試 劑 ）RNH2 ROH酸堿 化 學(xué) 反 應(yīng) 的 本 質(zhì) ： 舊 鍵 的 斷 裂 和 新 鍵 的 生 成1.6 有 機(jī) 反 應(yīng) 的 類 型由 鍵 的 斷 裂 形 式 ， 可 將 有 機(jī) 反 應(yīng) 歸 為 三 類 極 性 反 應(yīng) 即 異 裂 反 應(yīng) 或 離 子 型 反 應(yīng)親 核 反 應(yīng) 進(jìn) 攻 試 劑 為 負(fù) 離 子 或 負(fù) 電 荷 ， 常 用 Nu-表 示 親 電 反 應(yīng)離 子 型 親 電 反 應(yīng) 進(jìn) 攻 試 劑 為 正 離 子 或 正

34、電 荷 ， 常 用 E+表 示 親 電 反 應(yīng)如 親 核 反 應(yīng)離 子 型 親 電 反 應(yīng)A、 親 電 反 應(yīng)烯 和 鹵 素 的 親 電加 成 反 應(yīng)A B 共 價(jià) 鍵 斷 裂 （ 異 裂 ）形 成 + -A + B正 離 子 負(fù) 離 子中 間 體 進(jìn) 行 反 應(yīng) 離 子 型 + - +2a X 異 裂 + -X + X2b H C 2CH +X親 電 試 劑 2H C 2CHX -X 2H C 2CHXX 自 由 基 反 應(yīng) 協(xié) 同 反 應(yīng)OH-進(jìn) 攻 與 鹵 素 相 連 的 正 電 荷 的 碳 ， 鹵 素 帶 著 一 對(duì)電 子 離 去 。 C-Cl極 化 性 越 大 ， 反 應(yīng) 越 容 易B 親 核 反 應(yīng)2RCH X -OH2H O 2 -RCH OH + Cl+ 相 關(guān) 章 節(jié) 講 以 反 應(yīng) 物 與 產(chǎn) 物 相 互 關(guān) 系 ， 可 分 為取 代 反 應(yīng) 親 電 取 代親 核 取 代自 由 取 代加 成 反 應(yīng) 親 電 加 成親 核 加 成自 由 基 加 成協(xié) 同 加 成消 除 反 應(yīng) 極 性 消 除協(xié) 同 消 除-消 除-消 除重 排 反 應(yīng)氧 化 還 原 反 應(yīng)