1、有 機(jī) 化 學(xué)Organic Chemistry 課前預(yù)習(xí)（根據(jù)個(gè)人的學(xué)習(xí)習(xí)慣）聽(tīng)課、記筆記整理、歸納、總結(jié)-很重要！做習(xí)題（鞏固） 非常重要！討論及答疑（時(shí)間： 地點(diǎn)：李四光教學(xué)樓205室）學(xué)好有機(jī)化學(xué)的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)切記：不要死記硬背 不要臨時(shí)抱佛腳反應(yīng)物產(chǎn)物學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的幾個(gè)方面有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)反應(yīng)性質(zhì)結(jié)構(gòu)有機(jī)反應(yīng)與反應(yīng)機(jī)理有規(guī)律的反應(yīng)特殊反應(yīng)反應(yīng)原理反應(yīng)過(guò)程 機(jī)理反應(yīng)規(guī)律有機(jī)反應(yīng)的應(yīng)用有機(jī)合成簡(jiǎn)單化合物多步反應(yīng)復(fù)雜分子?反應(yīng)物如何步驟最少產(chǎn)率最好*第一章 緒 論 1806年，瑞典的Berzelius從來(lái)源定義化合物： 來(lái)自于礦物的物質(zhì)無(wú)機(jī)物來(lái)自于植物和動(dòng)物的物質(zhì)有機(jī)物不能合成，只能

2、由生命體制造出 生命力學(xué)說(shuō)（活力學(xué)說(shuō)）來(lái)源1.有機(jī)化合物近代概念的建立一、有機(jī)化學(xué)的發(fā)展和定義 生命論與早期的有機(jī)化學(xué)（1828年之前）有機(jī)化合物最早的有機(jī)化合物來(lái)自于動(dòng)植物體（有機(jī)體）生命論(Vitalism)認(rèn)為：有機(jī)化合物只能由有機(jī)體產(chǎn)生。無(wú)機(jī)化合物則存在于無(wú)生命的礦藏中，同時(shí)也可由有機(jī)體產(chǎn)生。 1828年德國(guó)化學(xué)家Whler1845年后，在實(shí)驗(yàn)室中又合成了醋酸、酒石酸、檸檬酸、糖、脂肪、苯胺等。為現(xiàn)代有機(jī)化學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。 該實(shí)驗(yàn)具有劃時(shí)代意義，首次用無(wú)機(jī)物制備有機(jī)物。由氰酸銨（無(wú)機(jī)物）制得尿素（有機(jī)物）inorganicorganic*有機(jī)化合物(Organic compound

3、 )： 是含碳的化合物。*有機(jī)化學(xué)(Organic chemistry)： 是研究碳化合物的化學(xué)組成:有機(jī)化學(xué)的定義是研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用、功能以及有關(guān)理論和方法的科學(xué)。有機(jī)物與無(wú)機(jī)物之間并沒(méi)有一條嚴(yán)格的界限。 注意： CO2、CO、H2CO3及金屬的碳酸鹽等均屬( )無(wú)機(jī)物HCNOFPSClBrISiB 有機(jī)化學(xué)與現(xiàn)代人類的生活息息相關(guān)2.有機(jī)化學(xué)與醫(yī)學(xué)的關(guān)系 生命科學(xué)與化學(xué)科學(xué)相互滲透交叉，使得生命科學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題已成為當(dāng)今化學(xué)科學(xué)的重大前沿課題之一；而在分子水平上認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象和生命過(guò)程，揭示生命的奧秘則是21世紀(jì)分子生物學(xué)的一個(gè)發(fā)展趨向。醫(yī)學(xué) 是從宏觀到微觀的研究

4、過(guò)程： 人體 組織 細(xì)胞 生物分子化學(xué) 是從微觀到“宏觀”的研究過(guò)程： 原子分子大分子離子鍵 原子間電子的轉(zhuǎn)移形成共價(jià)鍵 原子間共用電子對(duì)形成 配位鍵 兩原子間共用的電子對(duì) 由一個(gè)原子提供形成 *化學(xué)鍵的類型原子通過(guò)化學(xué)鍵構(gòu)成分子二、有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu) *有機(jī)分子中碳原子的化學(xué)鍵點(diǎn)： C: 1s22s22p2 最外層4個(gè)價(jià)電子 中等電負(fù)性 可通過(guò)與其它原子（C,N,O,S,P）共享電子滿足八隅體（成共價(jià)鍵） 八隅體 惰性氣體原子最外層電子軌道內(nèi)分別具有 2e或8e，是最穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。分子中每個(gè)原子應(yīng)具有穩(wěn)定的稀有氣體的 電子層結(jié)構(gòu)（八隅體結(jié)構(gòu)）；1、路易斯（ Lewis）理論 這種穩(wěn)定結(jié)構(gòu)是通過(guò)原子

5、間共用一對(duì)或若干 對(duì)電子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。相同或不同原子之間可通過(guò)得失電子或共享電子的方式使各自的外層電子構(gòu)型達(dá)到八隅體，從而使形成的分子處于穩(wěn)定狀態(tài)。 Lewis結(jié)構(gòu)式：用電子對(duì)表示共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的化學(xué)式 為書(shū)寫(xiě)方便，可用一短線代表一對(duì)共用電子對(duì)。 注意： 書(shū)寫(xiě)時(shí)要把所有的價(jià)電子都表示出來(lái)，不要忘記某些原子上的未共用電子（用園點(diǎn)表示出來(lái)）。配位鍵配位鍵C：四價(jià); H：一價(jià)；O：二價(jià)； N：三價(jià)； X：一價(jià) 局限性： 無(wú)法解釋BF3、PCl5、SF6等分子的穩(wěn)定性；無(wú)法解釋共價(jià)鍵的飽和性和方向性以及O2 分子具有磁性等問(wèn)題。路易斯理論認(rèn)為：兩個(gè)條件：有末成對(duì)單電子、自旋相反兩個(gè)性質(zhì)：飽和性、方向性兩種類型

6、：鍵、鍵叁種形式：?jiǎn)捂I、雙鍵、叁鍵2、現(xiàn)代共價(jià)鍵理論 可歸納為 “3 個(gè) 二，1 個(gè) 三”：基本要點(diǎn)：共價(jià)鍵是通過(guò)自旋相反的單電子相互配 對(duì)（即原子軌道的最大重疊），使體系 達(dá)到能量最低狀態(tài)。 *共價(jià)鍵的類型： 鍵 ：“頭對(duì)頭” 鍵：“肩并肩” *鍵 與鍵的區(qū)別：鍵 ：重疊部分沿鍵軸呈圓形，自由旋轉(zhuǎn)； 鍵 ：不可自由旋轉(zhuǎn)。鍵 ：重疊大，鍵能大，穩(wěn)定； 鍵 ：比鍵 重疊小，鍵能小，活性較鍵 高，是化學(xué)反應(yīng)的積極參與者。鍵 ：可單獨(dú)存在； 鍵 ：不可單獨(dú)存在，與 鍵共存于雙鍵和 叁鍵中。*共價(jià)鍵的形式： 單鍵、雙鍵、叁鍵按電子配對(duì)法，C應(yīng)為二價(jià)的，但事實(shí)上，X衍射法測(cè)出甲烷的分子模型：C原子的電子

7、層結(jié)構(gòu):1s22s22p23.雜化軌道理論 有機(jī)碳原子的雜化軌道有下列三種：碳是四價(jià)的四個(gè)CH鍵是等同的 sp3雜化： 正四面體， 夾角 109。28飽和 C胺中的 :N醇中的 :O四面體型 甲烷(CH4)的 成鍵示意s 鍵軸對(duì)稱方式交疊sp2雜化： 平面三角型， 夾角 1200C=CC=O C. C+ 乙烯(CH2=CH2)的成鍵示意p 鍵 側(cè)面交疊（電子云結(jié)合較松散）sp雜化 直線型， 夾角 1800sp雜化sp2雜化sp2雜化sp雜化pzpy乙炔(CHCH)的成鍵示意:要點(diǎn): 1.成鍵過(guò)程中能量相近的軌道雜化； 2.滿足最大程度重疊； 3.同種類型雜化含等性雜化和不等性雜化； 4.雜化軌

8、道成建時(shí), 要滿足化學(xué)鍵間最小斥力。4. 共價(jià)鍵的屬性(鍵參數(shù)) 鍵長(zhǎng)(bond length)：兩核間的平均距離鍵角(bond angle)：一個(gè)原子的兩個(gè)化學(xué)鍵間的夾角鍵能(bond energy)： 鍵的解離能：裂解分子中某一共價(jià)鍵所需要的能量 雙原子分子中鍵能就是鍵的解離能 多原子分子中某一共價(jià)鍵的鍵能是分子中該鍵 的平均解離能*鍵的極性非極性鍵 成鍵的兩個(gè)原子相同,正負(fù)電荷 中心重合的共價(jià)鍵叫做非極性鍵。極 性 鍵 成鍵的兩個(gè)原子不相同，正負(fù)電的中 心不能重合的共價(jià)鍵叫做極性鍵，如：鍵極性大小不是用電負(fù)性差表示，用偶極矩表示。 CF CCl CBr CI極性大小：鍵的極性(polar

9、ity)：成鍵原子電負(fù)性不同，導(dǎo)致 共價(jià)鍵出現(xiàn)正、負(fù)電荷分離。電負(fù)性差值越大，鍵的極性越大 *分子的極性 *雙原子分子, 鍵的極性就是分子的極性。 *多原子分子中,分子的極性是分子中每個(gè)鍵的極性的向量和。分子的極性不僅取決于各個(gè)鍵的極性，也取決于鍵的方向，即取決于分子的形狀。例如：CO和CCl是極性鍵，但CO2、CCl4卻為非極性分子分子為非極性分子在外界電場(chǎng)作用下共價(jià)鍵的電子云發(fā)生變化，鍵的極性改變的現(xiàn)象叫鍵的極化。鍵的極化 (polarization)CF CCl CBr CI鍵 鍵 鍵極化的難易程度稱為極化度。極化度的大小主 要取決于成鍵原子的電子云流動(dòng)性的大小，電子 流動(dòng)性大，則極化度

10、就高，而原子半徑愈大，電 子云的流動(dòng)性就愈大。 極化度大?。烘I的極性是由成鍵原子的電負(fù)性不同而產(chǎn)生的，其大小取決于成鍵原子的電負(fù)性之差。鍵的極性是鍵的內(nèi)在性質(zhì)，是永恒的現(xiàn)象。共價(jià)鍵的極性和極化之間區(qū)別 鍵的極化是在外界電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的，是一種暫時(shí)現(xiàn)象，當(dāng)外界電場(chǎng)除去后即可以恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。 三、有機(jī)酸堿的概念定義：酸是質(zhì)子的給予體，如HCl，NH4+ 堿是質(zhì)子的接受體，如Cl-，NH3滿足上述關(guān)系的一對(duì)酸和堿稱為共軛酸堿 酸與堿的關(guān)系： 酸 堿 + H+ 酸越強(qiáng)，它的共軛堿越弱; 堿越強(qiáng)，它的共軛酸越弱。反應(yīng)實(shí)質(zhì): 質(zhì)子在兩個(gè)共軛酸堿對(duì)間的轉(zhuǎn)移。1、Bronsted酸堿理論質(zhì)子理論酸 堿 堿的

11、共軛酸 酸的共軛堿酸堿強(qiáng)度：pKa越小，酸性越強(qiáng)；pKb越小，堿性越強(qiáng)。 定義：酸是電子對(duì)接受體；堿是電子對(duì)的給予體。酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是形成配位鍵的過(guò)程，得到一個(gè) 酸堿加合物。 堿 酸 酸堿加合物2、Lewis酸堿理論電子理論Lewis酸堿物質(zhì)的類型： Lewis酸 （缺電子 的物質(zhì)）分 子：金屬離子：正 離 子：烯烴、芳烴分 子：雙 鍵： 負(fù)離子： Lewis堿 （具有孤對(duì) 電子的物質(zhì)）四、有機(jī)化合物反應(yīng)類型 1. 均裂(homolysis)和游離基反應(yīng)：游離基條件：光照或高溫下的氣相反應(yīng)非極性溶劑中，在自由基引發(fā)劑引發(fā)下的液相反應(yīng)游離基反應(yīng)發(fā)生游離基反應(yīng)的分子多為非極性分子。游離基反應(yīng)游離基

12、取代反應(yīng)游離基加成反應(yīng)離子型反應(yīng)的化合物多為極性分子或易極化的分子2. 異裂(heterlysis)和離子型反應(yīng)：受富電子試劑的進(jìn)攻，發(fā)生親核反應(yīng),進(jìn)攻試劑稱親核試劑。受缺電子試劑的進(jìn)攻，發(fā)生親電反應(yīng),進(jìn)攻試劑稱親電試劑。異裂產(chǎn)生正負(fù)離子的反應(yīng)稱離子型反應(yīng)。條 件：在酸、堿或催化劑存在下在極性溶劑中發(fā)生的液相反應(yīng)有機(jī)物異裂后能產(chǎn)生碳正離子或碳負(fù)離子。 碳正離子和碳負(fù)離子都是非常不穩(wěn)定的中間體，都只能在瞬間存在，但它對(duì)反應(yīng)的發(fā)生起著不可替代的作用。碳正離子或碳負(fù)離子也是活潑的反應(yīng)中間體。碳正離子Lewis堿Lewis酸碳負(fù)離子3.協(xié)同反應(yīng) 在光或熱的作用下通常一步發(fā)生的反應(yīng)。反應(yīng)中共價(jià)鍵的斷裂和

13、形成是同時(shí)發(fā)生的，沒(méi)有自由基或離子等活性中間體產(chǎn)生，往往只有一個(gè)環(huán)狀過(guò)渡態(tài)。 如Diels-Alder反應(yīng)等。離子型反應(yīng)親電反應(yīng)親核反應(yīng)親電取代反應(yīng)親電加成反應(yīng)親核取代反應(yīng)親核加成反應(yīng)與試劑發(fā)生反應(yīng)的化合物稱為底物。 反應(yīng)底物 試劑 產(chǎn)物有機(jī)化學(xué)反應(yīng)可簡(jiǎn)單表述如下:五、 分子間的作用力（分子的極性有關(guān)）1.偶極-偶極作用+-+偶極-偶極作用-+-氫鍵對(duì)物理性質(zhì)的影響：沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、溶解度等2.離子-偶極作用4.范德華力3.氫鍵5.疏水親脂作用六、有機(jī)化合物的分類 脂 環(huán)雜環(huán)化合物開(kāi)鏈化合物碳環(huán)化合物芳 香 族* 鏈狀化合物 結(jié)構(gòu)特征 碳原子與碳原子，或碳原子與其它原子均以鏈狀 相連，沒(méi)有環(huán)狀相連

14、。 正己烷 CH3(CH2)4CH3 乙 醚 CH3CH2OCH2CH3 乙 酸 CH3COOH有機(jī)化合物1. 按碳的骨架分類*碳環(huán)化合物 結(jié)構(gòu)特征 在分子結(jié)構(gòu)中，一定有由碳原子互相連接成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)部分。*雜環(huán)化合物 結(jié)構(gòu)特征在分子中有雜環(huán)結(jié)構(gòu)部分存在 雜 環(huán) 由碳原子和其它原子(如N、O、S) 所組成的環(huán)。 雜 原 子 碳原子以外的其它原子。 2. 按官能團(tuán)分類官 能 團(tuán)： 有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中能反映出化 學(xué)性質(zhì)的原子或基團(tuán)。單官能團(tuán)化合物: 只含有一個(gè)官能團(tuán)。多官能團(tuán)化合物: 含有兩個(gè)或兩個(gè)以上相同官能團(tuán)。復(fù)合官能團(tuán)化合物: 含有兩個(gè)或兩個(gè)以上不相同官能團(tuán)。分子結(jié)構(gòu)中的特殊化學(xué)鍵，如：酯鍵

15、 酐鍵 酰胺鍵按有機(jī)官能團(tuán)分類 堿或親核試劑乙胺CH3CH2NH2胺含氮有機(jī)物親核取代、消除氯乙烷CH3CH2Cl鹵代物芳香親電取代苯芳烴親電加成丁二烯CH2=CHCH=CH2二烯親電加成乙炔HCCH炔烴親電加成乙烯CH2=CH2烯烴自由基取代乙烷CH3CH3烷烴碳?xì)浠衔锏湫头磻?yīng)類型名稱舉例開(kāi)環(huán)環(huán)氧乙烷環(huán)氧化合物乙醚CH3CH2OCH2CH3醚芳香親電取代苯酚C6H5OH酚親核取代N-甲基乙酰胺CH3CONH(CH3)酰胺親核取代乙酸乙酯CH3COOCH2CH3酯親核取代乙酸酐(CH3CO)2O酸酐親核取代乙酰氯CH3COCl酰鹵羧酸衍生物親核加成、取代乙酸CH3COOH羧酸親核加成丙酮CH

16、3COCH3酮親核加成乙醛CH3CHO醛親核取代、消除乙醇CH3CH2OH醇含氧有機(jī)物典型反應(yīng)類型名稱舉例分類（續(xù)）親核取代、消除分子結(jié)構(gòu)是指分子中各原子之間的結(jié)合方式、 排列順序、及在空間的位置。結(jié) 構(gòu) 式表示化合物分子結(jié)構(gòu)的一種化學(xué)式。七、表示有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)的方法有機(jī)分子結(jié)構(gòu)的表示方法：1.模型表示 ：*.模型表示 *.書(shū)面表示*Kekule模型(球棒模型)*Stuaet模型(比例模型)2.書(shū)面表示 *實(shí)線式 *示性式 * 簡(jiǎn)化示性示 *骨架式 *立體結(jié)構(gòu)式*示 性 式： *實(shí) 線 式: 用短線表示共價(jià)鍵.*簡(jiǎn)化示性式：*骨 架 式 不寫(xiě)氫原子,拐角為CH2,線頭為CH3.*立體結(jié)構(gòu)式（表

17、示分子的立體形象） *楔形式(傘形式) *鋸架式 *Fisher 投影式 *Newman 投影式楔形式Fischer 投影式鋸架式Newman 投影式Fischer 投影式楔形式(傘形式)鋸架式分子的立體形象的表達(dá)立體結(jié)構(gòu)式Newman 投影式Fischer 投影式八、同分異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)造異構(gòu)位置異構(gòu) b、c碳鏈異構(gòu) a、b(c)官能團(tuán)異構(gòu) d、e構(gòu)造：分子中原子相互連接的順序和方式稱構(gòu)造。 以前叫結(jié)構(gòu)。根據(jù)IUPAC的建議，把結(jié)構(gòu)改為 構(gòu)造，“結(jié)構(gòu)”的含義比“構(gòu)造”廣。結(jié)構(gòu)除 包含分子的構(gòu)造外，還應(yīng)包括立體結(jié)構(gòu)。立體異構(gòu)：表示分子中原子或原子團(tuán)的空間排列順序構(gòu)造式相同，空間伸展方向不同1.構(gòu)型異

18、構(gòu)順?lè)串悩?gòu)ClCH3CC2H5 H構(gòu)造式相同，空間伸展方向不同構(gòu)型異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)*構(gòu)型異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化必須經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂。2. 構(gòu)象異構(gòu) 構(gòu)象異構(gòu)體之間的轉(zhuǎn)化不須經(jīng)過(guò)化學(xué)鍵的斷裂，只是鍵的轉(zhuǎn)動(dòng)。分子結(jié)構(gòu)的基本含義： 分子結(jié)構(gòu)的含義廣泛，不僅包括分子中原子或原子團(tuán)的連接方式和順序，而且還包括分子中原子或原子團(tuán)的空間排列順序。稱前者為構(gòu)造，后者為構(gòu)型或構(gòu)象。同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)構(gòu)象異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)立體異構(gòu)十、有機(jī)化合物和有機(jī)反應(yīng)的特性5、異構(gòu)現(xiàn)象普遍 CH3CH2OH 與 CH3OCH3； CH3CH2CHO 與 CH3COCH3（統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律）1、易燃性實(shí)驗(yàn)室常用灼燒試驗(yàn)初步區(qū)分有機(jī)物與無(wú)機(jī)物2、低熔點(diǎn)無(wú)水葡萄糖(范德華力)146.5氯化鈉(靜電引力)8013、溶解性 難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑(極性弱)4、導(dǎo)電性差(極性弱) 7、副反應(yīng)多 如上例還可生成乙烯、乙醚等。 6、反應(yīng)速度慢K=4加熱、