學生考試、成績評定方法及作業答疑等

成績：課堂成績80%（期末80%+作業10%+考勤10%）+實驗成績20%考試資格：點名三次（或以上）不到或交作業次數少于總次數的1/3，均取消考試資格。作業：每周交一次作業，紙要統一（A4），周二上課前為交作業時間，由課代表負責。作業不交沒成績，補交只得該次作業的50%。答疑地點：基礎樓332可以通過網上答疑，E-mail：occb@163.com

考試時間：待定教材：徐壽昌主編，《有機化學》，高等教育出版社參考書:(1)邢其毅,徐瑞秋,周政《基礎有機化學》(上下),高等教育出版社，

(2)[美]R.T.莫里森,R.N.博伊德《有機化學》(上下),科學出版社(3)高鴻賓主編，《有機化學》，高等教育出版社(4)龔躍法等《有機化學習題詳解》,華中科技大學出版社1806年柏則里（Berzelius）首先提出(有機化學)名詞有機化學奠基于18世紀中葉生命力學說1828年魏勒（F.W?hler）在實驗室由氰酸銨(NH4OCN)合成尿素(NH2CONH2),促進了有機化合物的人工合成:第一章有機化合物的結構和性質1.1有機化合物和有機化學一.有機化學的發展1845年Kolbe合成了醋酸；1854年，柏賽羅(M.berthelot)合成油脂類化合物等。19世紀下半葉,有機合成得到了快速發展,20世紀初開始建立了以煤焦油為原料合成染料、藥物和炸藥為主的有機化學工業.20世紀40年代開始發展了以石油為主要原料的有機化學工業,特別是生產合成纖維、合成橡膠、合成樹脂和塑料為主的有機合成材料工業.二.有機化學的定義

有機化學—就是研究含碳化合物的化學.OrganicChemistryistheChemistryofCarbonCompounds

有機化合物的主要特征:都含有碳原子,即都是含碳化合物.

絕大多數有機化合物也都含有氫,從結構上看,所有的有機化合物都可以看作碳氫化合物以及從碳氫化合物衍生而得的化合物（封面CH）。

當然,對CO、CO2、CO32-等簡單化合物習慣上還是稱作無機化合物.有機化學—就是研究碳氫化合物及其衍生物的化學.

絕大多數有機物只是由碳，氫，氧，鹵素，硫和磷等少數元素組成,但種類繁多。碳元素:核外電子排布1s22s22p2

碳原子相互結合能力很強（碳鏈和碳環）

碳的同素異形體（相同元素組成，不同形態的單質）:(1)石墨(2)金剛石(3)足球烯（富勒烯）（C60/C70）1.2有機化合物組成和結構的特點石墨的晶體結構(SP2)金剛石的晶體結構(SP3)足球烯(富勒烯)(Footballene):單純由碳元素結合形成的穩定分子，具有60個頂點和32個面，其中12個面為正五邊形，20個面為正六邊形，整個分子形似足球。具有芳香性。

C60/C70中的碳原子處于

(SP2-SP3)

中間過渡態。

分子式相同而結構相異,因而其性質也各異的不同化合物,稱為同分異構體,這種現象叫同分異構現象.例1:乙醇和二甲醚

CH3CH2-OH,CH3-O-CH3例2:丁烷和異丁烷

CH3CH2CH2CH3

CH3CHCH3CH31.2.1有機化合物結構上的主要特點:同分異構現象一.同分異構現象碳化合物含有的碳原子數和原子種類越多,它的同分異構體也越多.如:

C6H14的同分異構體數？個（寫出）

C7H16的同分異構體數9個.

C8H18的同分異構體數可達18個.

C10H22的同分異構體數可達75個.

象丁烷和異丁烷異構,只是分子中各原子間相互結合的順序不同而引起的,只是構造不同而導致的異構現象,又叫做構造異構現象.此外,有機化合物還可由于構型（順、反；Z、E；R、S）和構象不同而造成異構現象.

二.構造異構現象三.化合物的結構是指:分子中原子間的排列次序,原子相互間的立體位置,化學鍵的結合狀態以及分子中電子的分布狀態等各項內容在內的總稱.與無機物,無機鹽相比,有機化合物一般有以下特點:(1)大多數有機化合物可以燃燒(如汽油).

(2)一般有機化合物熱穩定性較差,易受熱分解.許多有機化合物在200~300℃時就逐漸分解.(3)許多有機化合物在常溫下為氣體、液體.常溫下為固體的有機化合物,其熔點一般也很低,一般很少超過300℃,因為有機化合物晶體一般是由較弱的分子間力維持所致.1.2.2有機化合物性質上的特點(4)一般有機化合物的極性較弱或沒有極性.水是極性強,介電常數很大的液體,一般有機物難溶于水或不溶于水.而易溶于某些有機溶劑(苯、乙醚、丙酮、石油醚).但一些極性強的有機物,如低級醇、羧酸、磺酸等也溶于水.(5)有機物的反應多數不是離子反應,而是分子間的反應.除自由基型反應外,大多數反應需要一定的時間.為加速反應,往往需要加熱、加催化劑或光照等手段來增加分子動能、降低活化能或改變反應歷程來縮短反應時間.(6)有機反應往往不是單一反應.(主反應和副反應).5-3-2多電子原子軌道的能級多電子原子軌道的能級6s5s4s3s2s1s6p5p4p3p2p5d4d3d4fPONMLK1s2p2s3p3s4p3d4s5p4d5s6p5d4f6s1.能級K<L<M<N<O<P2.同一電子層：

Ens<Enp<End<Enf近似能級圖5-３-1基態原子中電子分布原理基態原子中電子的分布原理泡利不相容原理——每一個原子軌道，最多只能容納兩個自旋方向相反的電子能量最低原理——原子為基態時，電子盡可能地分布在能級較低的軌道上，使原子處于能級最低狀態洪德規則——在同一亞層的等價軌道中電子盡可能地單獨分布在不同的軌道上,且自旋方向相同如6C1s22s22p21s2s2p?

碳元素:核外電子排布1S22S22P2,不易獲得或失去價電子,易形成共價鍵.(1)路易斯結構式:用共用電子的點來表示共價鍵的結構式.(2)凱庫勒結構式:用一根短線代表一個共價鍵.路易斯結構式凱庫勒結構式1.3有機化合物中的共價鍵C+4HCHH????????H????H—C—HHHH分子結構和結構式結構式、短線式、蛛網式結構簡式、縮簡式結構簡式、縮簡式鍵線式原子軌道—原子中每個電子的運動狀態都可以用一個單電子的波函數（x，y，z）來描述.稱為原子軌道,因此電子云的形狀也可以表達為軌道的形狀.（1）價鍵的形成可看作是原子軌道的重疊(交蓋)或電子(自旋相反)配對的結果。（2）共價鍵具有飽和性—一個未成對的電子既經配對成鍵,就不能與其它未成對電子偶合.（3）共價鍵具有方向性(最大重疊原理):兩個電子的原子軌道的重疊部分越大,形成的共價鍵就越牢固.一、量子化學的價鍵理論:方向性——決定分子空間構型，因而影響分子性質.共價鍵具有方向性(最大重疊原理):2p1syx1s2pyx（a）x軸方向結合成鍵（b）非x軸方向重疊較小不能形成鍵二、雜化軌道理論2p

———2s—1s—能量碳原子基態的電子構型2p———2s—1s—一個2s電子激發至能量較高的2pz空軌道只需要402kJ/mol能量2p———2s—1s—————基態激發態sp3雜化態碳原子2s電子的激發和sp3雜化

C采取sp3雜化軌道與4個H原子的s原子軌道形成4個sp3-s型的C-H鍵(CH4)比形成CH2要穩定的多.(414×4-402)kJ/mol。形成CH4

時仍有約1255kJ/mol能量釋放出。所以這個體系比形成兩個共價鍵的CH2穩定的多。這四個sp3雜化軌道的能量是相等的,每一軌道相等于1/4s成分,3/4p成分.sp3雜化軌道的圖形(1)鍵長——形成共價鍵的兩個原子的原子核之間的距離.(不同化合物中同一類型的共價鍵也可能稍有不同,平均鍵長)(2)鍵角(方向性)——任何一個兩價以上的原子,與其它原子所形成的兩個共價鍵之間的夾角.(3)鍵能

——氣態原子A和氣態原子B結合成A-B分子(氣態)所放出的能量,也就是氣態分子A-B離解成A和B兩個原子(氣態)時所吸收的能量.泛指多原子分子中幾個同類型鍵的離解能的平均值.離解能——一個共價鍵離解所需的能量.指離解特定共價鍵的鍵能.1.4有機化合物中共價鍵的性質(4)鍵的極性和元素的電負性——分子的偶極矩H—H，Cl—Cl，成鍵電子云對稱分布于兩個原子之間，這樣的共價鍵沒有極性。下列化合物有極性：H(+)Cl(-)，H3C(+)

Cl(-)部分負電荷（-）部分正電荷（+）誘導效應δ電負性——一個元素吸引電子的能力。偶極矩——正電中心或負電中心的電荷q與兩個電荷中心之間的距離d的乘積.(方向性:正到負,一般用符號表示。qd(D,德拜)

在兩原子組成的分子中，鍵的極性就是分子的極性，鍵的偶極矩就是分子的偶極矩。在多原子組成的分子中，分子的偶極矩是分子中各個鍵的偶極矩的向量和。H—ClCH3—ClH—CC—Hμ=1.03Dμ=1.87Dμ=0(1)均裂:

A:BA·+B·甲烷和氯氣反應

Cl:Cl

(光照)

Cl·+Cl·CH4+Cl·CH3·+H:Cl

定義:兩個原子之間的共用電子對均勻分裂,兩個原子各保留一個電子的斷裂方式.產生活潑的自由基(游離基).1.5共價鍵的斷裂--均裂與異裂(2)異裂:

A:BA++B-(CH3)3C:Cl

(CH3)3C++Cl-定義:共價鍵斷裂時,兩原子間的共用電子對完全轉移到其中的一個原子上的斷裂方式.結果產生正、負離子.(3)協同反應——有些有機反應過程沒有明顯分步的共價鍵均裂或異裂,只是通過一個環狀的過渡態,化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成同時完成而得到產物.凡是能給出質子的叫酸,凡是能與質子結合的叫堿.在有機化學中的酸堿一般指此類.

HCl

Cl-(共軛酸堿)

HSO4-(既是酸,也是堿)1.6有機化學中的酸堿概念1.6.1布倫斯特和路易斯酸堿定義(1)布倫斯特(B)酸堿

強酸的共軛堿必是弱堿（如：HCl和Cl-）

弱酸（CH3COOH）的共軛堿是強堿（CH3COO-）凡是能接受外來電子對的都叫做酸,凡是能給予電子對的都叫做堿.(2)路易斯(L)酸堿布倫斯特定義不是酸的卻是路易斯定義的酸，例如BF3(酸)+:

NH3(堿)

F3B-NH3

AlCl3(酸)+:

Cl-(堿)

Cl3Al-Cl=AlCl4-

路易斯(L)酸：能接受外來電子對,具有親電性.在反應時,有親近另一分子的負電荷中心的傾向,又叫親電試劑.路易斯(L)

堿：能給予電子對,具有親核性.在反應時,有親近另一分子的正電荷中心的傾向,又叫親核試劑(“核”作為正電荷的同義語).如：(3)親電性與親電試劑HO-+CH3—ICH3—OH+I-

??????δ+δ-(1)酸的強弱

HA+H2OH3O++A-（可逆反應）

Keq=[H3O+][A-]/[HA][H2O]在稀水溶液中:

Ka=Keq[H2O]=[H3O+][A-]/[HA]Ka

為酸性常數.一般以Ka

值的負對數

pKa

來表示酸的強弱.

pKa=-lgKapKa值越低酸性越強.1.6.2酸堿的強弱和酸堿反應在有機化學中關于酸堿的強弱一般也是指布倫斯特定義的酸堿.(2)堿的強弱同理堿強度以pKb表示,也常用其共軛酸的pKa

值來表示.共軛酸強則其共軛堿是個弱堿.1.6.2酸堿的強弱和酸堿反應利用各化合物的pKa值來預測酸堿反應的進行,例:

CH3COOH+OH-CH3COO-+H-OH乙酸(pKa=4.72)