《南京大学博士论》PPT课件

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1、第五章：有机化合物的结构、命名、同分异构现象及电子效应朱成建教授、博导南京大学化学化工学院1、共价键(CovalentBond)的一些基本概念有机化合物中的原子主要以共价键相结合。价键理论和分子轨道理论价键理论的要点：(i)价键的形成可看作是原子轨道的重叠或电子配对的结果；(ii)共价键的饱和性；(iii)共价键的方向性。一、有机化合物的结构（1）碳原子轨道的杂化(Hybridization)碳原子的价电子轨道sp3杂化s轨道和3个p轨道杂化组成4个等同的方向性更强的sp3杂化轨道，对称轴彼此之间的夹角为109°28´sp2杂化s轨道和2个p轨道杂化组成3个等同的方向性

2、更强的sp2杂化轨道，其对称轴在同一个平面内，彼此之间的夹角为120°。sp杂化s轨道和1个p轨道杂化组成2个等同的方向性更强的sp杂化轨道，其对称轴之间的夹角为180°。（2）有机分子中共价键的类型：σ键与π键σ键π键两个原子的轨道沿键轴方向重叠，电子云绕着键轴对称分布。两个原子的轨道互相平行进行最大的侧面重叠，电子云分布在两个原子键轴的平面的上方和下方。甲烷的分子结构几个有机小分子的分子结构：乙烷的分子结构乙烯的分子结构乙炔的分子结构（3）电子的离域——离域键分子轨道理论：组成分子的所有原子的价电子不只从属于相邻的原子，而是处于整个分子的不同能级的分子轨道中。分子轨

3、道的导出：原子轨道线性组合在讨论有机物的结构时，用价键法描述σ键部分，用分子轨道法描述π键部分。丁二烯4个π电子分布不是局限在1,2碳原子和3,4碳原子之间，而是分布在包含4个碳原子的2个分子轨道中，这样形成的键叫做离域键(DelocalizedBond)。苯休克尔(Hückel)规律苯环有特殊的稳定性，难于起加成反应，易于起取代反应，这些特性称为芳香性(Aromaticity).但是，环丁二烯、环辛四烯与苯相似，都是环状共轭体系，但没有芳香性，具有典型烯烃性质，更活泼。环状平面共轭多烯体系中含有4n+2个电子时，化合物就具有芳香性，这就是休克尔规律。2、共价键的属性键

4、长(BondLength)：以共价键相结合的两原子之间的距离。离域键键长平均化价键C—CC—HC=CC≡C键长(pm)154110134120键角(BondAngle)：分子中某一原子与另外两个原子形成的两个共价键之间的夹角。环丙烷：香蕉形的弯曲键，存在角张力。键能：对多原子分子，键能指分子中几个相同类型键的离解能的平均值。是化学键强度的主要衡量标准；相同类型的键中，键能愈大，键愈稳定。键键能(kJ/mol)键键能(kJ/mol)C—H415.3C—O357.7C—C345.6C—Cl338.9C=C610C—Br284.5C≡C835.1C—I217.6键矩：正负电荷

5、中心的电荷与正负电荷中心的距离的乘积。m=ed分子的偶极矩是各键的键矩向量和。3、有机化合物的结构表示法路易斯式凯库勒式结构简式：CH3CH2CH2CH2CH3键线式另有锯架式、纽曼投影式、Fischer投影式等要点：掌握烷烃、乙烯、乙炔、1,３－丁二烯、苯的分子结构及键参数；休克尔规则。1、按碳架分二、有机化合物的分类2、按官能团分官能团(FunctionalGroup)：分子中能决定一类化合物主要性质、特别能起反应的一些原子或原子团。化合物类别官能团化合物类别官能团烷烃无醛或酮C=O羰基烯烃C=C双键羧酸COOH羧基炔烃C≡C三键胺NH2(NH,N)氨基芳烃芳环磺酸

6、SO3H磺基卤代烃卤素3、两种分类法结合运用三、有机化合物的命名(Nomenclature)（一）普通命名法1、主碳链数目＋化合物类别主碳链数目≤10，天干：甲、乙、丙、丁等主碳链数目>10，汉数字2、用正、异、新、仲、叔、季等表示某些特定的碳架结构。CH3CH2CH2COOH，正丁酸；(CH3)2CHCH2OH，异丁醇（二）系统命名法根据IUPAC命名原则，结合普通命名法的基本名称和汉语特点常见取代基1、化合物母体名称的选择对于多官能团化合物，选择哪一个官能团作为化合物的母体名称，遵循如下顺序：优先顺序基团作官能团母体名作取代基名1－COOH羧酸羧基2－SO3H磺酸磺

7、基3－COOR酯烃氧羰基4－COX酰卤卤甲酰基5－CONH2酰胺氨基甲酰基6－CN腈氰基7－CHO醛甲酰基8－CO(R)酮酮羰基9－OH醇、酚羟基10－NH2胺氨基11－OR醚烃氧基12C≡C炔炔基13C=C烯烯基14－R烃基X、NO2、NO只作为取代基出现在命名中，分别称为卤素、硝基、亚硝基。2、母体化合物主碳链的选择主碳链的选择应：(i)包含母体主官能团(ii)尽可能多的包含更多其它官能团（命名时作取代基）的最长碳链为主链3、主碳链碳原子的编号(i)主官能团所属碳原子（所连碳原子）的编号尽可能小(ii)对于仅含取代基的烃类化合物，应从