医用化学 教学课件 作者 车音 孙成 张航航 主编3碳－生命化学的基石.ppt

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1、医用化学第三章碳－生命的基石第一节碳的性质第二节有机化合物的分类和命名第三节有机化学反应的基本类型第四节有机分子中的电子效应§3.1碳的性质学习目标1、掌握碳的成键特点。2、掌握有机化合物特性。3、了解碳原子的几种杂化形式。§3.1碳的性质碳是生命化学的基石，来源于生物体的化合物（如糖、脂肪、蛋白质、核酸等）有一个共同点——都是含有碳元素的有机化合物。一、碳的存在碳是一切生命的基础，是生命物质糖、脂肪、蛋白质、核酸的主要组成元素，碳在有机物中起着“骨架”的作用，组成有机化合物的主要元素包括C，H，O，N，S，P，X等，虽然元素的种类不多，但形成的

2、有机化合物数目众多，首先是因为碳原子可相互以共价键结合，形成由不同数目的碳原子构成的碳链或碳环，即使是碳原子数目相同的分子，碳与碳之间可以单键、双键或叁键相连。有机物中还普遍存在着同分异构现象，碳原子数越多同分异构体也越多，因而可以组成结构不同的许多有机化合物。二、碳的成键性质碳在元素周期表中位于第二周期第ⅣA族，最外层有4个电子，在形成化合物时既不容易失去电子，也不容易得到电子，而是以共价键的形式与碳原子或其他原子相结合。二、碳的成键性质碳在形成共价键时，不仅能形成链状结构，还能形成环状结构。二、碳的成键性质碳在形成共价键时，不仅能形成单键、还

3、能形成双键或叁键。二、碳的成键性质碳在形成单键时，原子轨道沿着轨道的对称轴方向以“头碰头”相互重叠，所形成的键叫σ键。σ键的特点是电子云对称分布于键轴周围，可以自由旋转。二、碳的成键性质由两个p轨道彼此互相平行以“肩并肩”重叠所形成的键叫π键。π键的特点是电子云分布于键轴上下，不能自由旋转，键能小。三、有机化合物的特性1、容易燃烧；2、熔、沸点较低；3、难溶于水，易溶于有机溶剂；4、化学反应速率慢，副反应多，产率低。四、碳的杂化轨道原子在成键过程中，若干能量相近的原子轨道重新组合形成新的原子轨道的过程叫杂化，所形成的新轨道称为杂化轨道。有机化合物

4、中碳原子常见的杂化类型有sp3杂化，sp2杂化和sp杂化三种。sp3杂化sp3杂化：一个s轨道与三个p轨道杂化，形成四个能量相等的sp3杂化轨道，轨道间夹角为109.5°，空间构型为正四面体。sp2杂化sp2杂化：一个s轨道与两个p轨道杂化，形成三个能量相等的sp2轨道，轨道间夹角为120°，空间构型为平面三角形。sp杂化sp杂化：一个s轨道与一个p轨道杂化，形成两个能量相等的sp轨道，轨道间夹角为180°，空间构型为直线形。§3.2有机化合物的分类和命名学习目标1、认识有机化合物中的常见的官能团。2、熟悉有机化合物的分类方法。3、掌握有机化合物

5、的命名。有机化合物和有机化学17世纪中期，把从自然界中取得的各种物质按照来源分为：动物物质植物物质矿物物质无机物有机物1806年BerzeliusJ:有生机的、有生命力。他把只能得自活的有机体中的物质叫有机物，而其他一切物质都叫无机物。有机物的生成要有生命力的作用，这就是所谓的生命力学说。这种唯心的生命力学说致使人们在相当长的时期内不能揭示有机物的本质。1827FriedrichWohler（乌勒）偶然用无机物合成了有机物尿素：NH4Cl+KOCNONH4OCN------->NH2-C-NH2(无机物)(有机物)之后又有醋酸(1845,Kolb

6、eH),油脂(1854,BerthelotM)，糖等多种人工合成的有机物相继出现，从此生命力学说被彻底否定。“有机物”这个名称也失去了原有的“有生机之物”的含义。现在是根据有机物的组成来定义的。有机化合物就是碳化合物研究碳化合物的科学称为有机化学有机化合物是烃（碳氢化合物）及其衍生物;有机化学是研究烃及其衍生物的科学（CO32-、CO2、CO、CN-、OCN-、SCN-等由于其性质与无机物相似，习惯上仍列为无机物。）有机化学主要研究各类有机物的结构特征、合成方法、理化性质及其应用，以及结构与性质之间的相互关系等。有机物与无机物的性质差别有机物无机

7、物备注可燃性一般可燃不易燃灼烧试验熔、沸点低（<400℃）高mp,bp常数用于鉴别溶解性多数难溶于水易溶于水相似相溶易溶于有机溶剂不易溶于有机溶剂反应性速度慢产物复杂速度快产物固定分离、提纯副反应多有机物的结构特点——共价键键长：成键原子的核间距键角：两共价键之间的夹角键能：离解能或平均离解能几种共价键的键长、键角和键能C—HC—CC=CC≡C键长nm0.1090.1540.1340.120键角°109.5120180键能kJ/mol415.3345.6610835共价键的属性决定分子空间构型决定化学键强度一、有机物的分类1、按碳骨架分类链状化合

8、物（开链化合物、脂肪族化合物）CH3CH2COOH碳环化合物：脂环化合物、芳香化合物杂环化合物三聚氰胺单官能团化合物——分子中只含有1个