有機化學(xué)課件第一章緒論

1第一章緒論2有機化學(xué)產(chǎn)生的時代和背景早在古代，人類就已經(jīng)利用了一些有機物，以供生產(chǎn)和生活的需要。除了吃的植物和動物等自然的有機物外，經(jīng)過化學(xué)加工的有機物也不少。我國古代的制糖、釀造、染色、醫(yī)藥、造紙等方面都作出了許多成就。外國的古印度、巴比倫、埃及、希臘和羅馬，在染色、釀造、制造有機藥劑等方面也作出了不少的貢獻。3有機物提純的研究如：人們掌握了釀酒方法之后，逐漸掌握了蒸餾酒的技術(shù)。明代李時珍在《本草綱目》中詳細記載了燒酒的制造工藝，并指出：“凡酸壞之酒，皆可蒸燒”，“以燒酒復(fù)燒二次”，“價值數(shù)倍也”(酸壞之酒含有少量醋酸，進行蒸餾時，酒先蒸出，醋酸因沸點高而被留下，這就使酒精和醋酸得以分離)人們在利用、制造和生產(chǎn)有機物的過程中，逐步積累經(jīng)驗，早期研究有機化合物，是從動植物有機體中提取和分離有機物。世界其他一些國家也制出了一些比較純的有機化合物，如土酒石、醋酸鉛、琥珀酸、安息香酸等。4有機物成分的分析研究

化學(xué)家拉瓦錫把燃燒理論應(yīng)用于有機物的分析上。他將許多有機物先完全燃燒，發(fā)現(xiàn)都產(chǎn)生CO2和水。這顯然表明這是有機物中所含的碳和氫經(jīng)燃燒后生成的。測定所產(chǎn)生的CO2和水的量，就可以算出其中所含碳和氫的量。他還對蠟、酒精、橄欖油等進行了分析?；瘜W(xué)家蓋·呂薩克和泰納，對蔗糖、乳糖、淀粉、蠟、蛋白、纖維蛋白、酷蛋白和明膠的元素分析所得的結(jié)果是很成功的。以上這些研究對有機化學(xué)的形成和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。517世紀，Lemery把從自然界中取得的各種物質(zhì)按照來源分為：第一節(jié)有機化合物和有機化學(xué)動物物質(zhì)植物物質(zhì)礦物物質(zhì)無機物（inorganiccompound）有機物(organiccompound)1806年瑞典化學(xué)家柏其里烏斯（BerzeliusJ）首次定義了有機化合物——有生機之物。6認為：只有動植物依靠一種神秘的“生命力(vitalforce)”的參與，才能制造出有機化合物。這就是所謂的生命力學(xué)說。如在實驗室里、在釀造啤酒或葡萄酒的作坊里，有機化合物能夠變成其他化合物，但不能用組成它的元素人工合成?！吧φ摗痹谝欢ǔ潭壬习延袡C物質(zhì)神秘化，使有機與無機化合物之間，人為地造成了一條不可逾越的界線，這對有機化合物的發(fā)展顯然是不利的。魏勒——“有機化學(xué)之父”71828魏勒（FriedrichWohler）偶然用無機物合成了有機物——尿素：novitalforce NH4Cl+AgOCN O NH4OCN -------> NH2-C-NH2Ammoniumcyanate Urea (無機物) (有機物)“有機物”這個名稱失去了原有的“有生機之物”的含義。醋酸、油脂、糖等多種人工合成的有機物相繼出現(xiàn)，從此生命力學(xué)說被徹底否定。81848年，德國化學(xué)家葛梅林(L.Gmelin)和凱庫勒(A.Kekule)把有機化合物定義為碳的化合物。德國化學(xué)家肖萊馬(C.Schorlemmer)提出，可以把碳氫化合物(烴)看作有機化合物的母體，把含有其他元素的有機化合物看作是烴的衍生物，因此他把有機化合物定義為“烴及其衍生物”。Note：CO32-、CO2、CO、CN-、OCN-、SCN-等由于其性質(zhì)與無機物相似，習(xí)慣上仍列為無機物。9有機化學(xué)是醫(yī)學(xué)科學(xué)的一門基礎(chǔ)理論課程。21世紀是生命科學(xué)的世紀，人們已經(jīng)能夠從分子和原子的水平上來認識許多生命現(xiàn)象。醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生必須具備一定的有機化學(xué)知識。有機化學(xué)（organicchemistry)：研究有機化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、合成方法、應(yīng)用以及它們之間的相互轉(zhuǎn)變和內(nèi)在聯(lián)系的科學(xué)。醫(yī)學(xué)是從宏觀到微觀的研究過程：

人體——

組織——

細胞——

生物分子化學(xué)是從微觀到“宏觀”的研究過程：

原子——分子——大分子10有機化合物結(jié)構(gòu)的表示方式

乙醇甲醚

為書寫方便起見常簡化為CH3CH2OH或C2H5OH，CH3－O－CH3或CH3OCH3。簡化后的式子稱為縮寫式（構(gòu)造簡式或示性式）。

Lewis結(jié)構(gòu)式（蛛網(wǎng)式）11有時還采用更簡單的鍵線式。如：12書寫結(jié)構(gòu)式應(yīng)該規(guī)范，下列式子都是錯誤的。表示分子中各原子的空間狀態(tài)：球棍模型、斯陶特模型（比例模型）等。鍥線式13第二節(jié)共價鍵一、路易斯共價鍵理論二、現(xiàn)代共價鍵理論基本要點三、碳的雜化軌道1931年鮑林在價鍵理論的基礎(chǔ)上，提出了雜化軌道理論(orbitalhybridizationtheory)：原子在形成分子時，由于原子間的相互影響，同一個原子內(nèi)的不同類型、能量相近的原子軌道可以重新組合成能量、形狀和空間方向與原來軌道完全不同的新的原子軌道。這種重新組合過程稱為雜化，所形成的新的原子軌道稱為雜化軌道（hybridizationorbitals）。自學(xué)自學(xué)14Note：如何判斷雜化類型，雜化軌道形狀、夾角等在有機化合物中,碳并不直接以原子軌道參與形成共價鍵,而是先雜化,后成鍵。碳原子有3種雜化形式—sp3、sp2

和sp

雜化(見書p3-5)。

四、共價鍵的屬性共價鍵的屬性即共價鍵的主要性質(zhì)，表現(xiàn)于鍵長、鍵角、鍵能和鍵的偶極矩等，又稱為“鍵參數(shù)”。15

(一)

鍵長(自己復(fù)習(xí))(二)

鍵能與離解能(自己復(fù)習(xí))

(三)鍵角(自己復(fù)習(xí))(四)鍵的極性與極化極性、非極性、偶極矩(自己復(fù)習(xí))在外界電場影響下發(fā)生鍵的極性改變的現(xiàn)象，稱為鍵的極化。鍵長(bondlength)：成鍵原子的核間距 鍵能(bondenergy)：離解能或平均離解能鍵角(bondangle)：兩共價鍵之間的夾角16H———H電負性差=0，共用電子對居中，非極性鍵δ的物理意義；微弱，相對，局部H———H外電場在外電場作用下共用電子對偏移,非極性鍵變成極性鍵d-d+H———Cl電負性差≠0,共用電子對偏移,極性鍵d+d-H———Cl

在外電場中，共用電子對更加偏移，原來的極性鍵極性增大d+d-17eg:C－X鍵的極化度大小順序為：

C－I＞C－Br＞C－Cl＞C－F，

C－X鍵的極性大小順序為：

C－F＞C－Cl＞C－Br＞C－INote:鍵的極性是鍵的內(nèi)在性質(zhì)，是永恒現(xiàn)象，鍵的極性大小取決于成鍵原子的電負性差。鍵的極化則是在外界電場作用下產(chǎn)生的，是暫時現(xiàn)象，當外界電場除去后即可恢復(fù)到原來狀態(tài)。

極化的難易程度，一般稱為極化度。在同一族中，原子半徑越大，最外層電子受原子核的束縛力越小，極化度越大。18第三節(jié)分子的極性和分子間作用力（自學(xué)）第四節(jié)有機物分類和有機反應(yīng)類型一分類有機分子中能反映出化學(xué)性質(zhì)的原子或原子團稱為官能團，又叫功能基。單官能團化合物

—分子中只含有1個官能團。多官能團化合物—分子中含有≥2個相同官能團。復(fù)合官能團化合物—分子中含有≥2個不同官能團。1920二有機反應(yīng)的類型及中間體AB+C有機化學(xué)反應(yīng)可簡單表述如下:反應(yīng)底物試劑產(chǎn)物有機反應(yīng)的類型自由基反應(yīng)共價鍵的斷裂方式均裂C··YC··Y親電反應(yīng)親核反應(yīng)異裂C··Y離子型反應(yīng)21(一)均裂——游離基反應(yīng)(二)異裂——離子型反應(yīng)

游離基、碳正離子和碳負離子都是非常不穩(wěn)定的中間體，都只能在瞬間存在，一旦生成，立即參加下一步的反應(yīng)。游離基(碳正離子)(碳負離子)22

親核試劑：具有孤對電子的物質(zhì)，能與底物中帶部分正電荷的碳發(fā)生反應(yīng)，這種物質(zhì)稱為親核試劑。親核試劑在反應(yīng)中是電子對提供體，所以親核試劑也就是Lewis堿。親核:Nucleophilic親核反應(yīng)(nucleophilicreaction)：由親核試劑進攻碳正離子而引起的反應(yīng)。親核試劑和親核反應(yīng)23親電反應(yīng)(electrophilicreaction)：由親電試劑進攻碳負離子而引起的反應(yīng)。親電試劑：缺電子的物質(zhì)具有親電子的性質(zhì)，在反應(yīng)中能與底物分子中帶部分負電荷的碳發(fā)生反應(yīng)，這種物質(zhì)稱為親電試劑。親電試劑在反應(yīng)中是電子對的接受體，所以親電試劑也就是Lewis酸。Electrophilic親電試劑和親電反應(yīng)第五節(jié)有機酸堿概念（自學(xué)）24酸越強，它的共軛堿越弱；堿越強，它的共軛酸越弱質(zhì)子酸堿的強弱可以用pKa的大小比較判斷

pKa值越大，酸性越弱

pKa值越小，酸性越強凡能給出質(zhì)子的分子或離子都是酸——質(zhì)子給予體凡能與質(zhì)子結(jié)合的分子或離子都是堿——質(zhì)子接受體1.Bronsted—Lowry酸堿質(zhì)子理論25

酸堿反應(yīng)是兩對共軛酸堿對之間的質(zhì)子傳遞反應(yīng),有機化合物中含有大量的C-H，O-H，N-H，S-H，P-H鍵，故可以從質(zhì)子酸堿的強弱來判斷它們的反應(yīng)情況。在酸堿反應(yīng)中，平衡總是有利于生成較弱的酸和較弱的堿。262.Lewis酸堿電子理論酸是電子對的接受體；堿是電子對的給予體.

酸堿酸堿加合物

酸堿反應(yīng)的實質(zhì)是酸從堿接受一對電子，形成配位鍵，得到一個酸堿加合物的過程。27

BF3AlCl3SnCl4FeCl3ZnCl2Li+、Ag+、Cu2+

R+,RCO+,Br+,NO2+