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时间:2018-11-14
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1、有机化学OrganicChemistry主讲:王秋芬电话:82767935Email:chm_wangqf@ujn.edu.cn共96学时,1学期,6x16周有机化学OrganicChemistry如何学好有机化学?为什么要学习有机化学?有机化合物与有机化学用途广泛:与人们的日常生活、国民经济、国防建设等密切相关。如一、为什么要学习有机化学?神奇:C,H,O,N组成数量巨大有机物,数目多,增长快。美国《化学文摘》(CA)最新统计:已发现的有机化合物有数千万种。每年新合成的化合物数量达30余万。有机化学与多门学科
2、息息相关1901~1998年,90项诺贝尔化学奖中有机化学奖55项,占61%。◎1828年,魏勒(F.Wöhler)在实验室加热无机物氰酸铵(NH4OCN)时,无意得到有机物尿素(NH2CONH2),开创了有机物能人工合成的先河,陆续一些有机物在实验室中合成得到,有机化学得到了迅猛发展。一)有机化合物的发现和有机化学的早期发展二、有机化合物与有机化学19世纪前只存在于动植物体中,不能人工合成。∴又称有生机之物----生命力学说1845年,Kolbe合成了有机化合物醋酸;1854年,柏赛罗(M.berthelot
3、)合成油脂类化合物等。1850-1900年,更多的有机化合物如药品、染料等被合成出来。这就打破了有机物的“有生机之物”的含意。最终导致“生命力”学说的瓦解。从此有机化学进入蓬勃发展阶段。同时有机结构理论也逐渐发展起来。1857年,Kekule和Couper提出碳原子的四价学说,为有机化合物结构理论奠定了基础,对有机化学的发展起了很大推动作用。1874年,van’tHoff和LeBel提出碳的四面体构型学说,建立了分子的立体概念,开创了以立体观点来研究有机化合物的立体化学(stereochemistry)。191
4、7年,Lewis提出了价键理论。人们又提出诱导效应、共轭效应、共振论等对价键理论进行了完善。至此有机化学结构理论基本建立起来。有机化学(organicchemistry)是研究有机化合物(organiccompounds)的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的科学。化合物性质取决于其结构,结构理论的建立便于指导性质的研究,对有机合成起到很大的推动作用,加速了有机化学的发展。所谓有机化学就是:c.易燃d.熔、沸点低(一般为弱极性或非极性分子,分子间力弱)f.反应速度慢,条件苛刻(拆开共价键)e.难溶于
5、水,易溶于有机溶剂(相似相溶原理)g.副反应多,产物复杂(多处共价键可以断裂)。a.组成简单(CHON),结构复杂(同分异构如乙醇与二甲醚)∴有机物不能用分子式表示,需用结构式表示b.数量巨多。目前数千万种,且每年几十万种的速度增长。二)有机化合物的特点三)有机化学的任务分离、提取自然界存在的有机物,测定其结构和性质如中草药有效成分的提取、从昆虫中提取信息素等(属于天然有机化学)研究有机化合物(organiccompounds)的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的科学。研究有机物结构和性质的关系、
6、反应历程、影响反应进行的因素等(属于物理有机化学范畴)通过简单的有机物为原料合成如维生素、药物、农药、合成橡胶等(属于有机合成范畴)四)有机化合物的结构指分子中原子间的排列次序、结合方式、相互间的立体位置等1)构造---分子中原子间排列次序(连接次序),其表示方法---构造式通常有:较常用的为构造简式和键线式如CH3CH2CH2CH3与(CH3)2CHCH3CH3CH2OH和CH3OCH31-丁烯与2-丁烯2)同分异构----分子式相同而结构和性质不同的化合物如(碳架异构)(官能团异构)(官能团位置异构)有机化
7、合物不同于无机化合物:1个分子式可代表多个化合物---(CH3)2CHCH2CH3这些属于构造异构,以后我们还要学习一些立体异构。一般为共价键,为解释结构,提出了1)价键理论a.形成条件:价键理论(包括杂化轨道理论)分子轨道理论五)有机化学合物---价键理论b.饱和性:c.方向性:价键数=单电子数AO重叠要求对称性匹配且尽可能最大重叠2)杂化轨道理论(价键理论的补充)如CH4分子:C价电子为2s22p2激发SP3杂化杂化后轨道数=参与杂化的原子轨道数无法解释与4个H成键的实验事实,为此人们提出杂化轨道理论。1个
8、S原子轨道和3个P原子轨道进行杂化形成能量相等的4个SP3杂化轨道的结果可形象地表示:杂化后成键能力↗,体系E↘,稳定↗再如乙烯分子中的成键情况激发SP2杂化zσ键---“头碰头”重叠π键:原子轨道“肩并肩”重叠,不会单独存在,与σ键共存∴共价键有σ键和π键两类:σ键与π键对比杂化轨道理论是价键理论的补充,二者均认为形成共价键的电子对只处于成键两原子之间----定域对CH4,CH2=C
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