1、緒 論 有機化合物與有機化學 有機化合物的特點 共價鍵的形成及其屬性 有機化學反應的類型和試劑的分類 有機化合物的結構 有機化合物的分類 研究有機化合物的一般步驟 酸堿理論1【必須掌握的內容】 1. 有機化合物及有機化學。 2. 有機化合物構造式的表示方法。 3. 共價鍵的形成價鍵法（sp3、sp2 sp雜化、鍵與鍵）和分子軌道法。 4. 共價鍵的基本屬性及誘導效應。 5. 共價鍵的斷鍵方式及有機反應中間體。 6. 有機化合物的酸堿概念。 共價鍵的形成及共價鍵的屬性、誘導效應。 【本章重點】 第一章 緒 論2有機化合物與有機化學 1、有機化合物：烴及其衍生物(烴：碳氫化合物) 2、有機化學：研

2、究有機化合物來源、制備、結構、性能、應用及其變化規律的科學。 3.有機化合物的研究對象 有機化學是從分子水平上研究物質世界最豐富多彩的部分 有機化合物。簡單有機小分子化合物（組成、價鍵、結構、性質、鑒定、反應、合成）復雜有機化合物（結構、鑒定、合成） 大分子化合物（ 結構、鑒定、合成、相互作用） 超分子（分子識別、分子組裝、功能）三項內容：分離、結構、反應和合成 3分離 從自然界或反應產物通過蒸餾、結晶、吸附、萃取、升華等操作孤立出單一純凈的有機物。結構 對分離出的有機物進行化學和物理行為的了解，闡明 其結構和特性。反應和合成 從某一有機化合物(原料)經過一系列反應轉化成一已知的或新的有機化合

3、物(產物)。4、有機化學的產生和發展 有機化學作為一門學科誕生于：19世紀初有生機之物 碳化合物 碳氫化合物。十八世紀前，利用天然有機物。 我國古代對天然有機物的利用：植物染料、釀酒、制醋、中草藥（神農本草經，漢末）、造紙（漢朝） 其他國家，如古代印度、巴比倫、埃及、希臘和羅馬也都在染色、釀酒對天然有機物進行了利用。埃及人用靛藍和茜素作木乃伊裹布的染料，古猶太人祈禱者披巾上的藍色是從一種地中海魚中提取出來的。 4十八世紀，分離天然有機物。 瑞典化學家舍勒（Scheele，K.W）酒石+硫酸酒石酸晶體（1770年，第一篇論文）檸檬檸檬酸（1784年）蘋果蘋果酸（1785年）酸牛奶乳酸（1780年

4、）五倍子五倍子酸（1786）焦性沒食子酸。其他人的工作：尿尿素（1773年）馬尿馬尿酸（1829）脂肪膽固醇（1815年）鴉片嗎啡（1805年）植物中生物堿、金雞鈉堿、辛可寧（1820年） 1675年 法國勒梅里（N.Lemery）法國化學家首次提出 有機化合物1806年 瑞典 貝齊里烏斯（J.Berzelius）首次引用有機化提出了有機化學的概念 提出生命力學說 5 1828年 德國化學家 FWohler (魏勒) 由無機物氰酸氨合成出有機物尿素。 Wohler給瑞典化學家JBerzelius的信中這樣寫到： 我應當告訴您的是：我制造出尿素，而且不求助于腎或動物無論是人或犬。 1845年，柯

5、爾伯(H.kolber) 制得醋酸；用碳、硫磺、氯氣和水為原料。實現了從單質到有機物的完全合成 生命力學說逐漸被拋棄1854年柏賽羅(M.berthelot) 合成了油脂、1861年布特列洛夫合成了糖類。有機元素分析方法 有機化合物均含有：碳和氫61781年 法國 拉瓦錫（A.Lavoisier）71830年 德國 李比希（J.Liebiy） 819世紀中期進入了煤焦油合成時代20世紀40年代至今 石油和天然氣合成時代，合成了許多復雜的有機化合物有機物可來源于生物體也可由無機物轉化而來。 迄今已知的化合物超過2000萬(主要通過人工合成 )，其中絕大多數是有機化合物。 在有機分析和合成發展的同

6、時，有機結構理論得到了迅速的發展和完善。1857年凱庫勒和庫帕各自獨立提出有機化合物中碳原子都是四價的，相互結合成碳鏈1861年布特列洛夫提出了化學結構，結構決定性質，性質可推出結構1865年凱庫勒提出了苯的構造式。1874年范特霍夫和勒貝爾分別提出了碳的四面體結構，建立了分子的立體概念，說明了旋光異構現象。1885年拜爾提出了張力學說，至此，有機結構理論基本建立起來。20世紀初建立了價鍵理論。 9 20世紀30年代建立了量子化學理論：化學鍵的微觀本質 誘導效應 、共軛效應、及共振論 20世紀60年代將現代物理方法用到測定分子結構上，確定了許多復雜有機化合物的結構：糖、蛋白質、氨基酸、膽甾醇、

7、血紅素、葉綠素等有機化學的各分支學科形成 藥物化學、香料化學、染料化學、農藥化學、環境化學、有機新材料化學等學科。19011998年，諾貝爾化學獎共90項，其中有機化學方面的 化學獎55項，占化學獎61%。 10當今世界有機化學：1、很多復雜的分子結構被闡明，其中很多具有強烈的生理作用，為其他學科提出了大量研究課題2、合成與天然物完全相同的分子3、對天然分子進行改性4、用計算機進行有機合成的設計工作當代有機化學發展的一個重要趨勢：與生命科學的結合。 1980年(DNA) 1997年(ATP)與生命科學有關的化學諾貝爾獎八項； 1、有機化學以其價鍵理論、構象理論、各種反應及其反應機理成為現代生物

8、化學和化學生物學的理論基礎；2、對蛋白質、氨基酸的分離、提取，開創了研究生命物質的新時代。 3、有機化學特別是生物有機化學參與研究項目：研究信息分子和受體識別的機制;4、發現自然界中分子進化和生物合成的基本規律; 5、作用于新的生物靶點的新一代治療藥物的前期基礎研究;6、發展提供結構多樣性分子的組合化學;7、對于復雜生物體系進行靜態和動態分析的新技術。 11有機化學中，有機合成占有獨特的核心地位。 1989年美國Harvard大學kishi教授等完成海葵毒素(palytoxin)的全合成。21世紀，要實現“理想的”合成法。強調實用、環境友好、資源可持續利用。簡單原料、條件溫和，經過簡單步驟，快

9、速、高選擇性、高效地轉化為目標分子。 綠色合成 有機新材料(分子材料)化學。1. 1、化學結構種類多；2.2、 能夠有目的地改變功能分子的結構，進行功能組合和集成； 3、能夠在分子層次上組裝功能分子，調控材料的性能。當前研究的熱點領域：1. 具有潛在光、電、磁等功能的有機分子的合成和組裝2. 分子材料中的電子、能量轉移和一些快速反應過程的研究；3. 研究分子結構、排列方式與材料性能的關系，發展新的分子組裝的方法，探討產生特殊光電磁現象的機制；探索新型分子材料在光電子學和微電子學中的應用 12我國的有機化學： 我國古代對天然有機物的利用：植物染料、釀酒、制醋、中草藥（神農本草經，漢末）、造紙（漢

10、朝） 1965年，我國在世界上第一次合成了具有生命活性的蛋白質結晶牛胰島素，突破了一般有機物和生物高分子的界限 1981年，我國又完成了酵母丙氨酸轉移核糖核酸的人工合成，為探索人類的生命奧秘及防止疾病邁出了可喜的一步。 135、有機化學的重要性有機化學是許多現代科學技術的基礎生命科學（生物化學，分子生物學等）醫藥學（藥物化學，病理學，生化分析等）農業（農業化學，農用化學品等）石油（石油化工等）材料科學（高分子化學，功能材料等）食品（食品化學，營養學，添加劑等）日用化工（染料，涂料，化裝品等）14有機化學的任務1發現新現象（新的有機物，有機物的新的來源、新的合成方法、合成技巧，新的有機反應等）2

11、研究新的規律（結構與性質的關系，反應機理等）3提供新材料 （提供新的高科技材料，推動國民經濟和科學技術的發展）4探索生命的奧秘（生命與有機化學的結合）。 156、 學習有機化學的要求1）、認真聽課，作好筆記。2）、勤思考、多提問，再理解的基礎上記憶。3）、學完每章，應歸納、總結。掌握該章的重點、難點和規律。4）、按時獨立的完成作業。5）、參閱有關的資料（參考書、雜志）。6）、重視有機實驗，以實驗促進學習。167、教學參考書：1、基礎有機化學（第二版），邢其毅等編，高教出版社2、基礎有機化學習題解答與解題示例 邢其毅等編，北京大學出版社3、有機化學（第二版），鄆魁宏主編，高等教育出版社4、有機化

12、學學習及解題指導,華北、東北九所高等師范院校合編，科學教育出版社出版5、有機化學提要、例題和習題,王永梅、王桂林主編，天津大學出版社出版6、有機化學（第三版），曾昭瓊主編，高等教育出版社17有機化合物的特點 有機化合物的特點通常可用五個字概括：“多、燃、低、難、慢”。 1組成和結構之特點 有機化合物種類繁多、數目龐大（已知有七百多萬種、且還在不但增加）但組成元素少 （C， H， O， N ，P， S， X等）原因： 1） C原子自身相互結合能力強2) 結合的方式多種多樣（單鍵、雙鍵、三鍵、鏈狀、環狀）3) 同分異構現象 （構造異構、構型異構、構象異構）普遍例如，C2H6O就可以代表乙醇和甲醚兩

13、種不同的化合物18 2、性質上的特點A、 物理性質方面特點 1) 揮發性大，熔點、沸點低2) 水溶性差 （大多不容或難溶于水，易溶于有機溶劑B、化學性質方面的特點1) 易燃燒2) 熱穩定性差，易受熱分解（許多化合物在200300度就分解）3) 反應速度慢4) 反應復雜，副反應多 19共價鍵的形成及其屬性一、共價鍵的形成 共價鍵的成鍵條件； 共價鍵的飽和性； 共價鍵的方向性。 1價鍵理論： 202、雜化軌道理論簡介* 要點 * sp3、 sp2、 * sp 雜化 *21 （1）不同雜化方式的軌道形狀、s 成分的多寡及不同雜化碳原子的電負性是不同的。著重強調兩個問題： （2） 鍵與 鍵的差異： 2

14、2233、分子軌道理論簡介 * 要點*軌道電子軌道電子實例：1、乙烯2、1，3-丁二烯3、苯24二、共價鍵的屬性1、鍵長：以共價鍵鍵合的兩個原子核間的距離為鍵長。 2、鍵角：同一原子上的兩個共價鍵之間的夾角。 3、鍵能：氣態時原子A和原子B結合成1molA-B雙原子分子（氣態）所放出的能量。 4、鍵的極性和鍵矩 鍵矩：極性共價鍵正或負電荷中心的電荷（q）與兩個電荷中心之間的距離（d）的乘積叫鍵矩（u）。 25三、誘導效應： 由于成鍵原子電負性不同所引起的，電子云沿鍵鏈（包括鍵和鍵）按一定方向移動的效應，或者說是鍵的極性通過鍵鏈依次誘導傳遞的效應，稱為誘導效應（Inductive effects

15、），通常用“I”表示。 從下面幾組數據中找找規律： + I 效應：(CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH326 -I 效應：F Cl Br I 取代羧酸的酸性與在烴基同一位置上引入-I基團的數目有關，數目越多，酸性越強。 取代羧酸的酸性與-I基團離羧基的距離有關，距離越遠，影響越小。 27 吸電子誘導效應（- I）： 供電子誘導效應（+ I）： 原子或基團的吸電子能力順序如下： 28有機化學反應的類型和試劑的分類一、共價鍵的斷裂方式： 1、 均裂：成鍵的一對電子平均分給兩個原子或原子團。均裂生成的帶單電子的原子或原子團稱為自由基，或游離基。自由基不帶電荷，呈電中性。有很高的化學活

16、性。 自由基反應：通過共價鍵的均裂而進行的反應。 自由基反應一般在光或熱的作用下進行。 292、異裂：成鍵的一對電子保留在一個原子或原子團上。異裂生成了正離子或負離子。有機化合物異裂生成碳正離子（R+）或碳負離子（R-）。離子型反應：通過共價鍵的異裂而進行的反應。離子型反應一般在酸、堿等極性試劑的作用下進行。它又分為親核反應和親電反應。30二、有機中間體自由基碳正離子（R+）碳負離子（R-）。31三、有機試劑的類型：試劑可分為自由基試劑、離子試劑。離子試劑又分為親核試劑和親電試劑1、親電試劑：在反應過程中接受電子或共用電子（這些電子原屬于另一反應物分子的）的試劑。2、親核試劑：在反應過程中供給

17、電子的試劑。32四、有機反應的基本類型：1、按共價鍵斷裂的方式分類：1）自由基反應：通過共價鍵的均裂而進行的反應。自由基反應一般在光或熱的作用下進行。2）離子型反應：通過共價鍵的異裂而進行的反應。離子型反應一般在酸、堿等極性試劑的作用下進行。它又分為親核反應和親電反應。3）周環反應：通過環狀過度態而進行的反應。親電反應和親核反應 ：由親電試劑進攻而發生的反應為親電反應。由親核試劑進攻而發生的反應為親核反應。3334有機化合物的結構 分子中原子之間相互連接的順序叫做分子的構造。 表示分子構造的化學式叫做構造式。 無機化合物：一個分子式只代表一個化合物，如：H2SO4 只代表硫酸。 有機化合物：一

18、個分子式可代表多個化合物，如：C2H5OH 即代表乙醇又代表甲醚。35 有機化合物構造式的表示方法通常有： 較常用的為構造簡式和鍵線式。如：36有機化合物的分類一、按碳架分類1、開鏈化合物：碳原子相互結合形成鏈狀2、碳環化合物：含有碳原子組成的碳環1）、脂環化合物2）、芳香族化合物3、雜環化合物：是環狀化合物，這種環是由碳原子和其他元素的原子共同組成二、按官能團分類官能團：是指有機化合物分子中特別能起化學反應的一些原子或原子團。它常常可以決定化合物的主要性質。 37研究有機化合物的一般步驟1、分離提純：重結晶、升華法、蒸餾法、色層分析法以及離子交換法等2、純度的檢定：測定熔點、沸點、相對密度和

19、折射率等3、實驗式和分子式的確定：元素定性分析和定量分析、測其分子量，確定實驗式和分子式。4、結構式的確定：化學方法 官能團分析、化學降解及合成 物理方法 紅外(IR)、紫外(UV)、核磁(NMR)、質譜(MS)、氣液色譜和X衍射等。 38六. 酸堿概念1. 勃朗斯德(Brnsted)酸堿質子論 酸是質子的給予體，堿是質子的接受體39 酸堿可以帶正電荷或帶負電荷或為中心分子, 在一個反應中是 酸，而在另一個反應中可以是堿。平衡主要趨向形成更弱的酸和更弱的堿。 酸堿強度表示： 酸或堿越強，其pK值越小（離解常數K值越大）。40酸性越強，解離出質子后的共軛堿的堿性越弱。如何判斷化合物的酸性強弱？主

20、要取決于化合物離解出H+后的負離子穩定性。負離子越穩定則原來的化合物酸性越強。41負離子的穩定性與中心原子的電負性、原子半徑的大小、與其相連的原子團的結構以及溶劑等因素有關。2. 路易斯(lewis)酸堿電子論酸是電子對的接受體，堿是電子對的給予體。 lewis酸堿反應形成配位鍵，產生加合物。42 lewis酸具有親電性，lewis堿具有親核性。常見的lewis酸：常見的lewis堿:43444546鍵矩：極性共價鍵正或負電荷中心的電荷（q）與兩個電荷中心之間的距離（d）的乘積叫鍵矩（u）。47 化學鍵的極性：以鍵矩又稱偶極矩（）來量度。 偶極矩是向量，帶有方向性，一般以“ ”來表示，箭頭表示

21、從正電荷到負電荷的方向。 多原子分子的偶極矩是分子中各個鍵的偶極矩的向量和。 非極性共價鍵：兩個相同原子組成的共價鍵，成鍵電子云均勻分布在兩核周圍。 Cl2 ； H2 極性共價鍵：不同原子組成的共價鍵，成鍵電子云均偏向電負性大的原子一邊。HCl ；H2O 48 鍵的極性：鍵的極性大小取決于成鍵兩原子電負性的差值，與外界條件無關，是永久的性質。 鍵的極化性：鍵的極化性是共價鍵在外電場的作用下，使鍵的極性發生變化。鍵的極化性用鍵的極化度來度量，其大小除與成鍵原子的體積、電負性和鍵的種類有關外，還與外電場強度有關，是暫時的性質。 4950 小結： 鍵長與鍵能反映了鍵的強度，即分子的熱穩定性。 鍵角反

22、映了分子的空間形象。 鍵矩和鍵的極化性反映了分子的化學反應活性，并影響它們的物理性質。 鍵的極性影響化學反應：分子的極性影響物性常數，如：沸點、熔點、溶解度51鍵能：氣態時原子A和原子B結合成1molA-B雙原子分子（氣態）所放出的能量。通常鍵能愈大，鍵愈牢固。鍵的離解能：要使1molA-B雙原子分子（氣態）共價鍵解離為原子（氣態）時所需的能量。H 0,吸熱；常用符號 D（A-B）表示。 HHH+H H=+436kJ/mol；D=436kJ/molA(氣)+B(氣)AB(氣)ClClCl+Cl D =+242kJ/molCl+ClCl2 H=-242kJ/mol 鍵能與鍵的離解能的差異： 雙原子分子：鍵能即是鍵的離解能。 多原子分子：鍵