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1、 有机化学是研究有机化合物的来源、制备、有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学。有机化学学科的发展，揭示了构成物质世学。有机化学学科的发展，揭示了构成物质世界的有机化合物分子中各原子间键合的本质以界的有机化合物分子中各原子间键合的本质以及有机分子转化的规律并设计、合成了具有特及有机分子转化的规律并设计、合成了具有特定结构的有机分子；它又为材料科学、生命科定结构的有机分子；它又为材料科学、生命科学、环境科学等相关学科的发展提供了理论、学、环境科学等相关学科的发展提供了理论、技术和材料。技术和材料。性质性质决定决定决
2、定决定反映反映反映反映近代有机结构理论近代有机结构理论是连接结构与性质的是连接结构与性质的桥桥梁梁结构结构1-1 有机化学有机化学 一、有机化学与有机化合物一、有机化学与有机化合物 二、科学技术的发展与有机化学二、科学技术的发展与有机化学 三、有机化学的研究领域三、有机化学的研究领域 四、有机化学中的一些重要应用领域四、有机化学中的一些重要应用领域 五、学习有机化学的要求及本学期课程安排五、学习有机化学的要求及本学期课程安排内容提要内容提要1-2 有机化合物的结构特征有机化合物的结构特征 一、构造式表示方法一、构造式表示方法 二、共价键的形成二、共价键的形成 三、共价键的属性三、共价键的属性
3、四、键的极性在链上的传递四、键的极性在链上的传递 五五、有机化合物结构与性质的关系、有机化合物结构与性质的关系1-3 有机反应类型和试剂的分类有机反应类型和试剂的分类 一、反应类型和共价键的断裂方式一、反应类型和共价键的断裂方式 二、有机反应试剂二、有机反应试剂 三、有机反应中间体三、有机反应中间体 1-1 有机化学有机化学（Organic Chemistry）一、有机化合物与有机化学一、有机化合物与有机化学 1.有机化学发展简史有机化学发展简史 (1)利用利用 公元公元770-780年，人们开始利用年，人们开始利用来自动植物体内的物质，例如：烧酒、糖、染来自动植物体内的物质，例如：烧酒、糖、
4、染料和药物。料和药物。(2)提取提取 1773年：尿素年：尿素1773-1785年：柠年：柠檬酸，乳酸，酒石酸，吗啡檬酸，乳酸，酒石酸，吗啡元素测定元素测定生命生命力学说力学说有机化学有机化学 (3)合成合成 19世纪中叶：用无机物氰酸铵世纪中叶：用无机物氰酸铵（NH4CNO）首次合成尿素）首次合成尿素乙酸，油脂乙酸，油脂生生命力学说被否定命力学说被否定 (4)有机化合物的结构有机化合物的结构 一维一维二维二维三维三维 (5)有有机机化化学学的的近近代代发发展展 借借助助于于近近代代物物理理学学的的进进展展，有有机机化化学学得得到到长长足足的的发发展展，不不仅仅在在实实验验室室里里分分离离和和
5、提提取取了了一一系系列列天天然然有有机机产产物物，而而且且还还合合成成出出一一些些自自然然界界未未曾曾发发现现的的化化合合物物，并并逐逐步步兴兴起起了了有有机机合合成成化化学学工工业业，尤尤其其以以染染料料和和制制药药工工业业最最为为突突出出。20世世纪纪30年年代代，随随着着石石油油等等天天然然资资源源的的开开发发和和利利用用，世世界界进进入入了了合合成成高分子材料的新时代。高分子材料的新时代。2.有机化学研究的对象有机化学研究的对象 有机化学就是研究烃类及其衍生物的组有机化学就是研究烃类及其衍生物的组成、结构、制备、性质和变化规律的科学。成、结构、制备、性质和变化规律的科学。3.有机化合物
6、的特性有机化合物的特性（p1）(1)结构结构 结构复杂，种类繁多，数目庞结构复杂，种类繁多，数目庞大大 由碳原子在周期表中的位置及成键方式由碳原子在周期表中的位置及成键方式所决定。所决定。(2)性质性质 易燃烧；熔点和沸点低；大多易燃烧；熔点和沸点低；大多难溶于水，易溶于非极性或极性小的有机溶难溶于水，易溶于非极性或极性小的有机溶剂；不导电；反应速率一般较小，通常需要剂；不导电；反应速率一般较小，通常需要加热或加催化剂，且副反应较多。加热或加催化剂，且副反应较多。4.有机化合物的研究程序（有机化合物的研究程序（p63，第四章，第四章）(1)分离提纯分离提纯 分离提纯有机化合物常用的方法有：重结
7、分离提纯有机化合物常用的方法有：重结晶，蒸馏，升华，萃取和层析等。晶，蒸馏，升华，萃取和层析等。(2)物理常数的测定物理常数的测定 熔点，沸点，相对密度，折光率，旋光度熔点，沸点，相对密度，折光率，旋光度等。等。(3)元素分析和实验式的确定元素分析和实验式的确定 元素定性分析元素定性分析元素定量分析元素定量分析实验式的实验式的确定确定 二、科学技术的发展与有机化学二、科学技术的发展与有机化学 随着科学技术和生产水平的提高以及新的随着科学技术和生产水平的提高以及新的实验手段和电子计算机的广泛应用，不仅化学实验手段和电子计算机的广泛应用，不仅化学科学本身有了突飞猛进的发展，而且由于化学科学本身有了
8、突飞猛进的发展，而且由于化学与其它学科的相互渗透，相互交叉，也大大促与其它学科的相互渗透，相互交叉，也大大促进了其它基础科学和应用科学的发展和交叉学进了其它基础科学和应用科学的发展和交叉学科的形成。科的形成。三、有机化学的研究领域三、有机化学的研究领域 在有机化学的发展过程中，逐步形成了在有机化学的发展过程中，逐步形成了有有机合成化学、天然有机化学、生物有机化学、机合成化学、天然有机化学、生物有机化学、金属与元素有机化学、物理有机化学以及有机金属与元素有机化学、物理有机化学以及有机物分离分析等领域物分离分析等领域。这些领域在各自的成长过。这些领域在各自的成长过程中相互渗透、相互依靠并相互促进，
9、为有机程中相互渗透、相互依靠并相互促进，为有机化学学科的繁荣发展作出重要的贡献。近化学学科的繁荣发展作出重要的贡献。近20年年来，有机化学在理论概念、研究方法和实验手来，有机化学在理论概念、研究方法和实验手段等方面都有不少新的突破。有机化学研究正段等方面都有不少新的突破。有机化学研究正在进入一个富有发展活力的新阶段在进入一个富有发展活力的新阶段有机化学与药物化学有机化学与药物化学 药物化学是有机化学的一个重要分支。天然有药物化学是有机化学的一个重要分支。天然有机化学、有机合成化学和生物有机化学的发展机化学、有机合成化学和生物有机化学的发展与药物化学有密切的联系。酶抑制剂与受体拮与药物化学有密切
10、的联系。酶抑制剂与受体拮抗剂的研究成为寻找新型药物的前驱。药物构抗剂的研究成为寻找新型药物的前驱。药物构效关系的研究实际上是有机化合物的生物活性效关系的研究实际上是有机化合物的生物活性与其化学结构间依赖关系的规律研究，是指导与其化学结构间依赖关系的规律研究，是指导新药合成，提高新药研究成功率的重要工作。新药合成，提高新药研究成功率的重要工作。四、有机化学中的一些重要应用领域四、有机化学中的一些重要应用领域有机化学与有机功能材料有机化学与有机功能材料 有机功能材料包括有机导体、有机超导体、有机功能材料包括有机导体、有机超导体、导电高聚物、有机与高分子非线性光学材料，导电高聚物、有机与高分子非线性
11、光学材料，有机铁磁体、有机半导体、光导体、液晶和分有机铁磁体、有机半导体、光导体、液晶和分子器件等。近年来，染料已更多地作为有机功子器件等。近年来，染料已更多地作为有机功能材料来发展，例如在有机光电材料及有机非能材料来发展，例如在有机光电材料及有机非线性光学材料中以及药学和生化用的新型染料线性光学材料中以及药学和生化用的新型染料等。其研究重点在于化学结构与性能之间的关等。其研究重点在于化学结构与性能之间的关系和分子设计。系和分子设计。五、学习有机化学的要求及课程安排五、学习有机化学的要求及课程安排 1.要求要求 (1)掌握基本理论、基本知识、基本技能掌握基本理论、基本知识、基本技能 (2)提高
12、分析问题、解决问题的能力提高分析问题、解决问题的能力 2.内容内容 (1)有机化合物的分类和命名有机化合物的分类和命名 (2)近代有机结构理论近代有机结构理论 (3)结构结构结构与性质的关系结构与性质的关系性质性质 (4)有机化学反应的原理和规律有机化学反应的原理和规律 (5)各类基本各类基本有机化合物的制备有机化合物的制备 (6)有机化学实验基本操作和技能有机化学实验基本操作和技能 3.本学期教学安排本学期教学安排 4.教学方法教学方法 5.主要教学参考书主要教学参考书(1)姜文凤等编姜文凤等编.有机化学学习指导有机化学学习指导.大连理工大连理工大学出版社大学出版社,2002.9(2)高鸿宾
13、主编高鸿宾主编.有机化学（第三版）有机化学（第三版）.高等教高等教育出版社育出版社,1999.9.面向面向21世纪课程教材世纪课程教材(3)荣国斌等编著荣国斌等编著.大学有机化学基础大学有机化学基础.华东理华东理工大学出版社工大学出版社,2000.8.面向面向21世纪课程教世纪课程教材材(4)邢其毅等编邢其毅等编.基础有机化学（上下册，基础有机化学（上下册，第二第二版）版）.高等教育出版社高等教育出版社,1994.6.(5)G.Patrick.有机化学（影印版）有机化学（影印版）.科学出版社科学出版社2000.8(6)冯俊材等编著冯俊材等编著.有机化学习题精解有机化学习题精解(上下册上下册).
14、科学出版社科学出版社,1999.8(7)伍越寰主编伍越寰主编.有机化学有机化学.中国科技大学出版社中国科技大学出版社,20021-2 有机化合物的结构特征有机化合物的结构特征 一、有机化合物构造式的表示方法一、有机化合物构造式的表示方法(p3)构造式构造式 用以表示分子中原子或基团之间用以表示分子中原子或基团之间的连接方式和次序的连接方式和次序 1.短线式（蛛网式，价线式）短线式（蛛网式，价线式）异丁烷异丁烷乙醇乙醇环丙烷环丙烷苯苯呋喃呋喃 二、共价键的形成二、共价键的形成 1.价键理论价键理论 键和键和键的特点键的特点 2.杂化轨道理论杂化轨道理论 (1)(1)类型类型 sp3 4个等能量的
15、杂化轨道，每个轨道各占个等能量的杂化轨道，每个轨道各占1/4 s 成分，成分，3/4 p 成分。成分。C：等性：等性sp3杂化杂化，轨道间夹角，轨道间夹角109.5，正四面，正四面体。例如：烷烃分子中的碳原子。体。例如：烷烃分子中的碳原子。电子跃迁电子跃迁电子跃迁电子跃迁杂化杂化杂化杂化109.5 由由sp3杂化碳原子形成的甲烷分子杂化碳原子形成的甲烷分子5O：不等性：不等性sp3杂化，例如水分子中的氧原子，杂化，例如水分子中的氧原子，杂化轨道间夹角杂化轨道间夹角 104.5。sp3杂化态杂化态N：不等性：不等性sp3杂化，例如氨气分子中的氮原子，杂化，例如氨气分子中的氮原子，杂化轨道间夹角杂
16、化轨道间夹角107。sp3杂化态杂化态3个个sp2杂化杂化 轨道的空间分布轨道的空间分布118118118118121121乙烯分子的乙烯分子的 键键乙烯分子的乙烯分子的 键键6sp2杂化态杂化态O：不：不等性等性sp2杂化，例如酚羟基、杂环化合物杂化，例如酚羟基、杂环化合物中的氧原子。中的氧原子。N：不等性不等性sp2杂化，例如杂环化合物分子中的杂化，例如杂环化合物分子中的氮原子。氮原子。sp2杂化态杂化态 sp：2个等能量的杂化轨道，轨道间夹个等能量的杂化轨道，轨道间夹角角180，直线型，直线型，每个轨道各占每个轨道各占1/2 s 成分，成分，1/2 p 成分，成分，2个未参与杂化的个未参
17、与杂化的 p 轨道互相垂直，并轨道互相垂直，并且分别与且分别与2个杂化轨道所在的直线垂直。个杂化轨道所在的直线垂直。C：等性：等性sp杂化，杂化，例如炔烃分子中碳碳三键的例如炔烃分子中碳碳三键的碳原子。碳原子。sp杂化态杂化态2个个sp杂化杂化 轨道的空间分布轨道的空间分布乙炔分子的乙炔分子的 键键乙炔分子的乙炔分子的 键键s-sp sp-sp sp-s3个个 键，键，2个个 键键 电子云的分布电子云的分布 (2)不同杂化方式碳原子的电负性不同杂化方式碳原子的电负性杂化状态杂化状态 sp sp2 sp3电负性电负性 3.29 2.73 2.48 3.分子轨道理论分子轨道理论 电子在整个分子中运
18、动的状态函数电子在整个分子中运动的状态函数 成键电子不再定域于两个成键原子之间成键电子不再定域于两个成键原子之间，而而是在整个分子内运动是在整个分子内运动离域离域每个分子轨道每个分子轨道具有一定的能级具有一定的能级分子中的电子，根据分子中的电子，根据能量最能量最低原理低原理、Pauli原理原理和和Hund规则规则逐级排列在分逐级排列在分子轨道中子轨道中组成分子的各个原子的原子轨道线组成分子的各个原子的原子轨道线性组合，形成分子轨道。性组合，形成分子轨道。6符合符合“轨道能量接近，能够最大重叠，位相轨道能量接近，能够最大重叠，位相相同相同”的成键原则的成键原则能组合成能量比原子轨道能组合成能量比
19、原子轨道低的稳定的分子轨道低的稳定的分子轨道分子轨道中节面数分子轨道中节面数轨道的能量轨道的能量例例 两个氢原子组成的氢分子两个氢原子组成的氢分子=c11+c22 *=c11-c2212 *能能量量氢原子形成氢分子的氢原子形成氢分子的轨道能级图轨道能级图氢原子轨道波函数（径向分布）叠加示意图氢原子轨道波函数（径向分布）叠加示意图位相相同位相相同位相不同位相不同几种类型的分子轨道几种类型的分子轨道 s spx px py py或或pz pz 三、共价键的基本属性三、共价键的基本属性（p7）键参数键参数：用来表征共价键性质的物理量：用来表征共价键性质的物理量 1.键长键长（p8，表，表1-1，1-
20、2）以共价键结合的两个原子核之间的平衡距以共价键结合的两个原子核之间的平衡距离离键长。键长键长。键长共价键强度共价键强度 2.键角键角 分子中某一原子与另外两原子形成的共价分子中某一原子与另外两原子形成的共价键在空间的夹角键在空间的夹角键角。键长和键角决定了键角。键长和键角决定了分子的立体形状。例如：分子的立体形状。例如：109.5 121.4 180 117.3 108 3.键能键能（p9，表，表1-3）在一个大气压和在一个大气压和25下，将下，将1mol气态双原气态双原子分子每个分子离解为两气态中性原子所需要子分子每个分子离解为两气态中性原子所需要的能量的能量离解能。双原子分子：离解能离解
21、能。双原子分子：离解能=键键能，两个不同原子组成的多原子分子：键能能，两个不同原子组成的多原子分子：键能=共价键的平均离解能。共价键的平均离解能。键能键能共价键强度共价键强度。4.键的极性键的极性 (1)(1)电负性电负性 原子成键时，对成键电子的原子成键时，对成键电子的吸引能力。吸引能力吸引能力。吸引能力原子的电负性原子的电负性。两。两成键原子的电负性差别成键原子的电负性差别键的极性键的极性。常见。常见原子电负性大小次序原子电负性大小次序（p10，表，表1-4）FClBrI，FONC (2)极性共价键极性共价键 H3C Cl+-(5)分子偶极矩分子偶极矩 键偶极矩的矢量和，键偶极矩的矢量和，
22、分子的极性分子的极性。(6)极性分子极性分子 分子中正负电荷中心不重合，分子中正负电荷中心不重合，0，存在固有偶极。，存在固有偶极。例如例如：(3)非极性共价键非极性共价键 (4)键偶极矩键偶极矩（p11，表，表1-5）矢量，大小：矢量，大小：=qd，方向：方向：键的极性键的极性。=0=6.47 10-30 C m=3.28 10-30 C m 5.键的可极化度键的可极化度 键的极化：外电场诱导下产生的偶极键的极化：外电场诱导下产生的偶极诱导偶极诱导偶极 引起键的极化引起键的极化 键极性改变的能键极性改变的能力力键的可极化度。成键原子半径键的可极化度。成键原子半径 共价共价键的可极化度键的可极
23、化度。键的极性和可极化度是决定有机物性质的键的极性和可极化度是决定有机物性质的重要因素。重要因素。四、键的极性在链上的传递四、键的极性在链上的传递（p12）例例 极性共价键对脂肪族羧酸酸性的影响极性共价键对脂肪族羧酸酸性的影响 FCH2CCOOHClCH2COOHBrBrCH2COOHpKa 2.95 2.86 2.90 ICH2COOH 3.18 Cl3CCOOHCl2CHCOOHClCH2COOHpKa 0.63 1.36 2.86 CH3COOH 4.76 CH3CH2CHClCOOHCH3CHClCH2COOHpKa 2.82 4.06 Cl(CH2)3COOHCH3(CH2)2COO
24、H 4.52 4.82 HCOOH CH3COOH (CH3)3CCOOHpKa 3.77 4.76 5.05吸电子基吸电子能力吸电子基吸电子能力吸电子基个数吸电子基个数吸电子基与羧基之间的距离吸电子基与羧基之间的距离 酸性酸性 1.诱导效应诱导效应（Inductive effect）定义定义 成键原子间电负性差异成键原子间电负性差异诱导电子密度分诱导电子密度分布变化布变化传递到直接相连和不直接相连的原子传递到直接相连和不直接相连的原子诱导效应诱导效应11+-2.特点特点 沿沿 键传递；碳链键传递；碳链效应效应；有加和性。；有加和性。+0.002 +0.028+0.002 +0.028 +0.
25、681 -0.713 +0.681 -0.713 3.类型类型静态诱导效应静态诱导效应 极性共价键固有偶极引起。极性共价键固有偶极引起。动态诱导效应动态诱导效应 外电场（试剂或溶剂）诱导下外电场（试剂或溶剂）诱导下共价键产生的诱导偶极引起。共价键产生的诱导偶极引起。4.表示方法和强弱表示方法和强弱 以以HCH2COOH 中的氢为参考标准中的氢为参考标准 +I-I 五、五、有机化合物结构与性质的关系有机化合物结构与性质的关系 结构决定性质，性质又为结构的探索和确结构决定性质，性质又为结构的探索和确定提供线索和依据。有机化学的核心问题之一定提供线索和依据。有机化学的核心问题之一就是研究和掌握有机化
26、合物的结构特征及结构就是研究和掌握有机化合物的结构特征及结构与性质的关系。与性质的关系。结构结构决定决定性质性质反映反映近代结构理论近代结构理论 官能团的种类官能团的种类 分子中官能团之间的相互影响分子中官能团之间的相互影响 分子中直接相连、不直接相连的原子之分子中直接相连、不直接相连的原子之间的相互影响间的相互影响各类有机物的性质以及同各类有机物的性质以及同类有机物中各个化合物性类有机物中各个化合物性质的差异质的差异1-3 有机反应类型和试剂有机反应类型和试剂 一、有机反应类型和共价键的断裂方式一、有机反应类型和共价键的断裂方式 1.按共价键的断裂方式分类按共价键的断裂方式分类（p13）自由
27、基型自由基型(free radical reactions)均裂均裂(homolysis)离子型离子型(ionic reactions)异裂异裂(heterolysis)离子型离子型亲电亲电：缺电子试剂：缺电子试剂亲电试剂亲电试剂“亲亲 近近”（进攻）反应物中能供给（进攻）反应物中能供给电子的部分电子的部分亲核中心亲核中心。亲核亲核：富电子试剂：富电子试剂亲核试剂亲核试剂“亲亲近近”（进攻）反应物中需要电（进攻）反应物中需要电子的部分子的部分亲电中心亲电中心。其结果是在亲核试剂的亲核中心和亲电试其结果是在亲核试剂的亲核中心和亲电试剂的亲电中心形成共价键。剂的亲电中心形成共价键。协同反应协同反应
28、(concerted reaction)2.按官能团发生的反应分类按官能团发生的反应分类 二、有机反应试剂二、有机反应试剂 1.酸和碱酸和碱 酸性和碱性是理解有机化学的基础，目前酸性和碱性是理解有机化学的基础，目前广泛应用于有机化学中的两种酸碱理论是广泛应用于有机化学中的两种酸碱理论是Lowry-Brnsted酸碱理论和酸碱理论和Lewis酸碱理论。酸碱理论。(1)Lowry-Brnsted 酸碱理论酸碱理论给出质子的能力给出质子的能力酸性酸性接受质子的能力接受质子的能力碱性碱性酸酸 给出质子给出质子碱碱 接受质子接受质子质子的质子的授受授受Lowry-Brnsted酸碱酸碱强酸强酸 强碱强碱
29、 弱酸弱酸 弱碱弱碱强酸强酸 强碱强碱 弱酸弱酸 弱碱弱碱强酸强酸 强碱强碱 弱酸弱酸 弱碱弱碱酸的强度：酸的强度：H2SO4 H3O+NH4+H2O碱的强度：碱的强度：OH-NH3 H2O HSO4-一般来说，酸的强度主要取决于氢结合的一般来说，酸的强度主要取决于氢结合的原子的种类，特别是该原子容纳氢离子离开后原子的种类，特别是该原子容纳氢离子离开后所留下的一对电子的能力。这种能力与该原子所留下的一对电子的能力。这种能力与该原子的电负性和原子半径有关。的电负性和原子半径有关。同周期：电负性同周期：电负性 酸性酸性 pKa HCH3 HNH2 HOH HF HSH NH2-OH-F-SH-Cl
30、-同族：原子半径同族：原子半径 酸性酸性 HF HCl HBr HI HOH Cl-Br-I-OH-SH-(2)Lewis酸碱理论酸碱理论酸酸 电子对接受体电子对接受体碱碱 电子对给予体电子对给予体电子对的授受电子对的授受Lewis酸碱酸碱Lewis酸酸 能接受电子对的分子：能接受电子对的分子：BF3，AlCl3，SnCl4，ZnCl2，FeCl3等；等；金属离子：金属离子：Li+，Ag+，Cu2+等；等；正离子：正离子：R+，RC+=O，Br+，+NO2，H+等。等。Lewis碱碱 含孤电子对的分子：含孤电子对的分子：RNH2，ROH，ROR，RCHO，RCOR，RSH等；等；负离子：负离子
31、：X-，OH-，RO-，SH-，R-等；等；烯烃或芳香族化合物。烯烃或芳香族化合物。酸碱反应示例：酸碱反应示例：2.亲核试剂和亲电试剂（亲核试剂和亲电试剂（p15）(1)亲核试剂亲核试剂（nuleophilic reagent）大多大多数有机反应都涉及富电子分子与缺电子分子之数有机反应都涉及富电子分子与缺电子分子之间的反应。反应过程中新键的形成往往发生在间的反应。反应过程中新键的形成往往发生在富电子分子提供电子对的部位，这种富电子分富电子分子提供电子对的部位，这种富电子分子称为子称为亲核试剂亲核试剂带孤电子对的负离子（例带孤电子对的负离子（例OH-），），含富电子基团的中性分子（如含富电子基团
32、的中性分子（如NH3）。）。(2)亲核中心亲核中心 亲核试剂分子中富电子的亲核试剂分子中富电子的某一个原子或区域称为某一个原子或区域称为亲核中心亲核中心。负离子的亲。负离子的亲核中心是带孤电子对的原子和负电荷，中性分核中心是带孤电子对的原子和负电荷，中性分子的亲核中心通常是带孤电子对的原子（如氮子的亲核中心通常是带孤电子对的原子（如氮或氧）或重键（如烯烃，炔烃，芳环）。或氧）或重键（如烯烃，炔烃，芳环）。(3)亲电试剂亲电试剂（electrophilic reagent）缺缺电子的分子称为电子的分子称为亲电试剂亲电试剂正离子（如碳正正离子（如碳正离子），某些中性分子（如羰基或卤代烷）。离子），
33、某些中性分子（如羰基或卤代烷）。(4)亲电中心亲电中心 亲电试剂分子中缺电子的亲电试剂分子中缺电子的某一个原子或区域称为某一个原子或区域称为亲电中心亲电中心。正离子的亲。正离子的亲电中心是带正电的原子（如碳正离子的碳原子）电中心是带正电的原子（如碳正离子的碳原子），中性分子的亲电中心是官能团中缺电子的原，中性分子的亲电中心是官能团中缺电子的原子（如连在氧、氮、卤素等电负性强的原子上子（如连在氧、氮、卤素等电负性强的原子上的碳或氢原子）。的碳或氢原子）。3.有机反应机理（历程）有机反应机理（历程）(1)定义定义 描述某个反应的逐步变化过程，描述某个反应的逐步变化过程，即反应分几步进行（有几个基元
34、反应），每步即反应分几步进行（有几个基元反应），每步反应涉及那些键的断裂、那些键的形成，哪一反应涉及那些键的断裂、那些键的形成，哪一步是决定整个反应速率的反应定速步骤，反应步是决定整个反应速率的反应定速步骤，反应条件在其中起什么作用等一系列细节。条件在其中起什么作用等一系列细节。(2)共价键断裂和形成过程中电子转移的共价键断裂和形成过程中电子转移的表示方法表示方法表示一对电子的转移。表示一对电子的转移。共价键的异裂共价键的异裂 弯箭头从共价键的中弯箭头从共价键的中部指向接受电子的原子，该原子得到部指向接受电子的原子，该原子得到一对孤电子对，形成负离子。一对孤电子对，形成负离子。形成新的共价键形
35、成新的共价键 弯箭头从孤电子对弯箭头从孤电子对指向形成共价键的部位，其结果形成指向形成共价键的部位，其结果形成了新的共价键。了新的共价键。表示单电子的转移。表示单电子的转移。共价键的均裂共价键的均裂 弯箭头从共价键的弯箭头从共价键的中部指向接受电子的原子，该原子中部指向接受电子的原子，该原子得到一个电子，形成自由基。得到一个电子，形成自由基。例如：例如：(3)类型类型 一步反应：经过过渡态一步反应：经过过渡态(transition state)协同反应协同反应反应物反应物 过渡态过渡态 生成物生成物6一步反应势能变化示意图一步反应势能变化示意图 两步反应：生成反应的活性中间体两步反应：生成反应
36、的活性中间体 (reactive intermediate)反应物反应物 中间体中间体 产物产物慢慢两步反应势能变化示意图两步反应势能变化示意图 反应物反应物中间体或过渡态中间体或过渡态生成物生成物在共在共价键断裂和形成的同时，碳原子的杂化状价键断裂和形成的同时，碳原子的杂化状态也发生改变。态也发生改变。影响反应的因素：影响反应的因素：形成过渡态所需活化能；形成过渡态所需活化能；反应物反应活性与中间体的稳定性。反应物反应活性与中间体的稳定性。三、有机反应中间体三、有机反应中间体(p14)1.碳正离子碳正离子(carbenium ion)的结构和种类的结构和种类甲基碳正离子甲基碳正离子伯（伯（1
37、）仲（仲（2）叔（叔（3）碳正离子碳正离子结构示意图结构示意图 2.碳自由基碳自由基(free radical)的结构和种类的结构和种类 波谱研究和立体化学表明，大多数自由基波谱研究和立体化学表明，大多数自由基是平面型，或是介于三氟化硼的正三角形和氨是平面型，或是介于三氟化硼的正三角形和氨分子的锥形体之间的中间状态，接近于平面型。分子的锥形体之间的中间状态，接近于平面型。也就是说，中心碳原子接近于也就是说，中心碳原子接近于sp2杂化轨道。杂化轨道。甲基自由基甲基自由基结构示意图结构示意图5 3.碳负离子碳负离子(carbanion)的结构和种类的结构和种类 甲基负离子甲基负离子结构示意图结构示
38、意图C烷基的给电子诱导效应烷基的给电子诱导效应 4.活性中间体的相对稳定性活性中间体的相对稳定性 按溶剂的性质分类按溶剂的性质分类极性溶剂：极性溶剂：15F m-1非极性溶剂非极性溶剂:15F m-11-4 溶剂的分类和溶剂化作用溶剂的分类和溶剂化作用 一、溶剂的分类一、溶剂的分类（p16）按溶剂的结构分类按溶剂的结构分类质子溶剂质子溶剂非质子溶剂非质子溶剂 二、溶剂化作用二、溶剂化作用（p17）1.定义定义 在在溶溶液液中中，溶溶质质分分子子被被溶溶剂剂分分子子包包围围的的现现象，称为象，称为溶剂化作用溶剂化作用。2.实质实质 离子偶极作用和氢键作用离子偶极作用和氢键作用 3.溶剂化作用与离
39、子的稳定性和反应活性溶剂化作用与离子的稳定性和反应活性溶剂化作用溶剂化作用离子的稳定性离子的稳定性 反应活性反应活性 ROH在水中电离生成的在水中电离生成的RO-和和H3O+分别分别与水发生溶剂化作用示意图：与水发生溶剂化作用示意图：91-5 分子间作用力与有机化合物的分子间作用力与有机化合物的 物理性质物理性质 Intermolecular Force and Physical Properties of Organic Compounds一、分子间作用力分子间作用力 1.取向力取向力 极性分子与极性分子极性分子与极性分子 极极性性分分子子固固有有偶偶极极分分子子定定向向排排列列静静电电引引
40、力力取取向向力力。分分子子极极性性，分分子子间间距距离离取向力取向力。2.诱导力诱导力 极性分子与极性分子，极性分极性分子与极性分子，极性分子与非极性分子子与非极性分子 极性分子的固有偶极诱导另一个极性分子或极性分子的固有偶极诱导另一个极性分子或非极性分子产生诱导偶极，极性分子间、极性非极性分子产生诱导偶极，极性分子间、极性分子和非极性分子间固有偶极与诱导偶极之间分子和非极性分子间固有偶极与诱导偶极之间的静电引力的静电引力诱导力。分子极性诱导力。分子极性、被诱导分、被诱导分子的变形性子的变形性、分子间距离分子间距离诱导力诱导力。3.色散力色散力 极性分子与极性分子，极性分子极性分子与极性分子，
41、极性分子与非极性分子，非极性分子与非极性分子与非极性分子，非极性分子与非极性分子 分子中的电子及各原子的原子核的运动分子中的电子及各原子的原子核的运动 瞬时偶极，极性分子间、瞬时偶极，极性分子间、极性分子和非极性分极性分子和非极性分子间、非极性分子间通过瞬时偶极产生的作用子间、非极性分子间通过瞬时偶极产生的作用力力色散力。分子的变形性色散力。分子的变形性、分子间距离分子间距离、分子间接触表面积、分子间接触表面积 色散力色散力。4.氢键氢键 (1)定义定义 (2)形成氢键的条件形成氢键的条件 XHYR，X、Y通常为通常为F、O、N。例外：例外：HC NHC N，丙酮分子中的氧，丙酮分子中的氧原子
42、与氯仿分子中的氢原子之间也有氢键。原子与氯仿分子中的氢原子之间也有氢键。(3)氢键的特点氢键的特点 方向性和饱和性方向性和饱和性 (4)氢键的种类氢键的种类 分子间氢键分子间氢键 分子内氢键分子内氢键例例2例例1例例3 二、分子间作用力与有机化合物的物理性质二、分子间作用力与有机化合物的物理性质 1.沸点沸点 boiling point（b.p.）形成氢键的能力形成氢键的能力 分子极性分子极性 相对分子质量相对分子质量 分子间距离分子间距离 分子间作用力分子间作用力 b.p.2.熔点熔点 melting point (m.p.)分子间作用力、分子对称性分子间作用力、分子对称性 m.p.3.溶解
43、度溶解度 solubility (s)溶解的实质溶解的实质 用溶质与溶剂分子间作用力用溶质与溶剂分子间作用力取代溶质分子间、溶剂分子间作用力。取代溶质分子间、溶剂分子间作用力。溶解的原则溶解的原则 相似相溶相似相溶参考文献参考文献：决定物质性质的一种重要因素：决定物质性质的一种重要因素分子间作用力分子间作用力.大学化学大学化学,1989,4(2)共价键与共价键与分子结构分子结构 键和键和 键键杂化轨道与分子轨道的区别杂化轨道与分子轨道的区别杂化方式；键参数杂化方式；键参数分子偶极矩与分子极性分子偶极矩与分子极性诱导效应诱导效应本章小结本章小结有机反应类型有机反应类型和试剂和试剂有机反应类型有机反应类型有机反应试剂有机反应试剂有机反应历程有机反应历程有机反应中间体有机反应中间体有机物的结构和性质有机物的结构和性质分子间作用力与分子间作用力与有机物的物理性质有机物的物理性质分子间作用力分子间作用力有机物的沸点有机物的沸点有机物的熔点有机物的熔点有机物的溶解度有机物的溶解度溶剂的分类溶剂的分类和溶剂化作用和溶剂化作用分类分类溶剂化作用溶剂化作用