海南大学有机化学课件.ppt
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1、有机化学有机化学 (第四版第四版)汪小兰汪小兰教教 材材有机化学有机化学 徐寿昌徐寿昌有机化学有机化学 高鸿宾高鸿宾基础有机化学基础有机化学 邢其毅邢其毅参参 考考 书书有有 机机 化化 学学 主讲教师:陈俊华主讲教师:陈俊华 Tel:13111901525 E-mail:1 1、理解、理解 及时弄懂和掌握各章节的重点、难点及时弄懂和掌握各章节的重点、难点(化学反应的机理化学反应的机理)2 2、记忆、记忆 在理解的基础上做必要的记忆在理解的基础上做必要的记忆,有机化合物的结构、命名、基本性,有机化合物的结构、命名、基本性质、如何合成等,在学习时质、如何合成等,在学习时要像记外文单词那样反复地强
2、化记忆要像记外文单词那样反复地强化记忆3 3、应用、应用 A A、多思考、多思考 有机化学内容是前后连贯的,系统性很强,只有掌握有机化学内容是前后连贯的,系统性很强,只有掌握了前面的知识,才能理解后面的内容。遇到疑难问题要先思考,再了前面的知识,才能理解后面的内容。遇到疑难问题要先思考,再查书或求教老师解疑,切忌不求甚解,似懂非懂。查书或求教老师解疑,切忌不求甚解,似懂非懂。如疑难问题积累如疑难问题积累多了而得不到及时解决则有学不下去的危险。多了而得不到及时解决则有学不下去的危险。B B、勤练习、勤练习 课后要多做练习加以巩固课后要多做练习加以巩固 C C、善总结、善总结 学会归纳总结学会归纳
3、总结(1 1)总结化合物结构和性质之间的关系;)总结化合物结构和性质之间的关系;(2 2)总结各类化合物之间的内在联系与相互转化关系。)总结各类化合物之间的内在联系与相互转化关系。如何学好有机化学?如何学好有机化学?理解、记忆、应用理解、记忆、应用反应物反应物反应物反应物产物产物产物产物学习中应注意的几个方面学习中应注意的几个方面1 1、有机化合物的、有机化合物的、有机化合物的、有机化合物的结构结构结构结构与与与与反应反应反应反应反应反应反应反应性质性质性质性质结构结构结构结构2 2、有机反应与反应机理、有机反应与反应机理、有机反应与反应机理、有机反应与反应机理有规律的反应有规律的反应有规律的
4、反应有规律的反应特殊反应特殊反应特殊反应特殊反应3 3、有机反应的、有机反应的、有机反应的、有机反应的应用应用应用应用有机有机有机有机合成合成合成合成简单化合物简单化合物简单化合物简单化合物多步反应多步反应多步反应多步反应复杂分子复杂分子复杂分子复杂分子?反应物反应物反应物反应物 如何如何步骤最少步骤最少产率最高产率最高经济效益最好经济效益最好第一章第一章 绪论绪论1-11-1 有机化学研究对象及定义有机化学研究对象及定义1-2 1-2 有机化合物的结构和有机化合物的结构和共价键电子理论共价键电子理论1-3 1-3 共价键的键参数:共价键的键参数:键长、键角、键能、键的极性。键长、键角、键能、
5、键的极性。1-4 1-4 分子间作用力分子间作用力1-5 1-5 酸碱理论酸碱理论1-6 1-6 有机化合物的特点有机化合物的特点1-7 1-7 有机反应的基本类型有机反应的基本类型1-8 1-8 有机化合物的分类有机化合物的分类l 生命学说生命学说 1806年,柏则里(德,年,柏则里(德,J.Berzelius)提出。提出。酒石酸酒石酸(1769)、尿素、尿素(1773)、乳酸、乳酸(1780)、柠檬酸等、柠檬酸等 来源于有生命的有机体。来源于有生命的有机体。1-1 1-1 有机化学的研究对象及定义有机化学的研究对象及定义一、有机化学的研究对象一、有机化学的研究对象 研究对象:研究对象:有机
6、化合物有机化合物 研究范围:研究范围:有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律有机化合物的组成、结构、性质及其变化规律 二、二、二、二、有机化合物的定义:有机化合物的定义:生命学生命学说说不成立!不成立!由氰酸氨由氰酸氨由氰酸氨由氰酸氨(无机物)(无机物)(无机物)(无机物)制得尿素制得尿素制得尿素制得尿素(有机物)(有机物)(有机物)(有机物)inorganicorganic 韦勒韦勒Friedrich Whler(德国德国)的实验的实验(1828年年)CO2、CO、CaC2等等 1874,德国化学家肖莱马(,德国化学家肖莱马(K.Schorlemmer)等:等:碳氢化合物及其衍生物。碳氢化
7、合物及其衍生物。有机化学有机化学是研究碳氢化合物及其衍生物的科学。是研究碳氢化合物及其衍生物的科学。C、H、(、(O、N、S、P、X )CO2 CO H2CO3 无机物无机物l l 1848年,德国化学家凯库勒(年,德国化学家凯库勒(A.Kekule)等:)等:含碳的化合物。含碳的化合物。(都含有碳元素)(都含有碳元素)二、二、有机化学的发展有机化学的发展 1858年,德国的年,德国的凯库勒凯库勒(AKekule)和英国库帕和英国库帕(A.S.Couper)奠定有机分子结构最基础的理论奠定有机分子结构最基础的理论:碳原子为四价,碳碳连成碳链;碳原子为四价,碳碳连成碳链;18611861年,俄国
8、的年,俄国的布特列洛夫布特列洛夫提出了提出了化学结构化学结构的观点,的观点,指出分子中各原子以一定化学力按照一定次序结合,指出分子中各原子以一定化学力按照一定次序结合,这称为分子结构这称为分子结构;一个有机化合物具有一定的结构,;一个有机化合物具有一定的结构,其其结构决定了它的性质结构决定了它的性质;分子中各原子之间存在着;分子中各原子之间存在着互相影响。互相影响。l18651865年,年,凯库勒凯库勒提出了苯的构造式。提出了苯的构造式。路易斯式路易斯式短线式短线式键线式键线式缩简式缩简式l18741874年,年,范特霍夫范特霍夫(荷兰,荷兰,VantVant Hoff.J.HHoff.J.H
9、)和和勒贝尔勒贝尔(法国,法国,Le Le Bel,J.ABel,J.A)分别提出分别提出碳四面体构型碳四面体构型学说,建立学说,建立了分子的了分子的立体立体概念,说明了概念,说明了旋光异构现象旋光异构现象。l18851885年,年,拜尔拜尔(德国,(德国,Von Von Baeyer.ABaeyer.A)提出提出张力学说张力学说。l2020世纪建立了世纪建立了现代有机结构理论现代有机结构理论现代有机结构理论现代有机结构理论。l2020世纪世纪3030年代,年代,量子力学原理量子力学原理和方法引入化学领和方法引入化学领域以后,建立了量子化学。域以后,建立了量子化学。l2020世纪世纪6060年
10、代,合成了维生素年代,合成了维生素B B1212,发现了,发现了分子轨分子轨道守恒原理。道守恒原理。l 19651965年,我国化学家合成了结晶牛胰岛素。年,我国化学家合成了结晶牛胰岛素。l19161916年,年,路易斯路易斯(美,(美,Lewis,G.NLewis,G.N)提出了提出了共价键共价键共价键共价键电子理论电子理论电子理论电子理论。v富勒烯富勒烯 Fullerenes 1985年,英国科学家年,英国科学家克罗托克罗托、美国科、美国科学家学家莫利莫利等意外地发现了等意外地发现了C60碳的第三种碳的第三种同素异形体。碳原子之间相互键联,形成同素异形体。碳原子之间相互键联,形成一个由一个
11、由12个正五边形和个正五边形和20个正六边形组成个正六边形组成的闭合系统。的闭合系统。C60的的发现将开辟有机化学的发现将开辟有机化学的新纪元。新纪元。C60发现者之一克罗托v海葵毒素海葵毒素(C145H264N4O78)n19891989年,哈佛大学的年,哈佛大学的基西基西(KishiKishi)经过经过八年的努力,由八年的努力,由2424位研究生和博士后完成了全位研究生和博士后完成了全合成。合成。n 海葵毒素是由海洋生物中分得的一个最复海葵毒素是由海洋生物中分得的一个最复杂的天然有机物,也是目前非蛋白毒素中最毒杂的天然有机物,也是目前非蛋白毒素中最毒的化合物(的化合物(LD50 0.4g/
12、kgLD50 0.4g/kg,为河豚毒素的为河豚毒素的2525倍倍)。有。有2424个手性中心,可能存在个手性中心,可能存在271271个异构体。个异构体。这一复杂立体专一的合成显示了有机合成界当这一复杂立体专一的合成显示了有机合成界当今所具有的非凡的能力。今所具有的非凡的能力。当代有机化学形成了有机合成化学、当代有机化学形成了有机合成化学、天然有机化学、生物有机化学、物理有机天然有机化学、生物有机化学、物理有机化学、元素有机化学、金属有机化学以及化学、元素有机化学、金属有机化学以及有机物分离分析等学科领域。这些领域在有机物分离分析等学科领域。这些领域在各自的成长过程中相互渗透、相互依靠并各自
13、的成长过程中相互渗透、相互依靠并相互促进相互促进,为有机化学学科的繁荣发展作出为有机化学学科的繁荣发展作出了重要的贡献。有机化学研究正在进入一了重要的贡献。有机化学研究正在进入一个富有发展活力的新阶段。个富有发展活力的新阶段。1-2 1-2 有机化合物的结构和共价键理论有机化合物的结构和共价键理论 一、有机化合物的结构一、有机化合物的结构 概念概念1 1:分子结构(构造)分子结构(构造):分子中原子相互结合的分子中原子相互结合的顺序顺序和和方式方式。讨论原子如何结合成分子、原子的排列顺序、分子的大小及立讨论原子如何结合成分子、原子的排列顺序、分子的大小及立体形状,以及电子在分子中的分布等问题。
14、体形状,以及电子在分子中的分布等问题。乙醇乙醇甲醚甲醚直链状直链状支链状支链状环状环状CH3CH2CH2CH3或或 CH3CH2CH2CH3环丁烷环丁烷异异丁烷丁烷正丁烷正丁烷 同分异构现象:同分异构现象:分子式相同而结构式不同的现象。分子式相同而结构式不同的现象。同分异构体:同分异构体:分子式相同而结构式不同的化合物分子式相同而结构式不同的化合物。分子式:分子式:C2H6O乙醇(乙醇(b.p.=78.3)甲醚(甲醚(b.p.=-23.6)概念概念2:同分异构现象同分异构现象和和同分异构体同分异构体l分子的性质不仅取决于其元素组成,更分子的性质不仅取决于其元素组成,更取决于分子的结构。取决于分
15、子的结构。“结构决定性质,结构决定性质,性质反映结构性质反映结构”,这是有机化学教与学,这是有机化学教与学的主线。的主线。l l 分子式分子式只是只是表示组成分子的原子种类和数表示组成分子的原子种类和数 目,不能准确表示物质的结构。目,不能准确表示物质的结构。概念概念3 3:分子结构式:表示分子中原子的连接顺序分子结构式:表示分子中原子的连接顺序(1)表示方式:表示方式:短线式短线式(dash formulas):缩简式缩简式(condensed formulas):键线式键线式(bond-line formulas):CH3CH2CH2CH3(2)、有机结构的立体概念有机结构的立体概念碳原子
16、的四面体模型(甲烷碳原子的四面体模型(甲烷)甲烷分子的另外二种模型甲烷分子的另外二种模型斯陶特斯陶特(比例比例)模型棍棒模型模型棍棒模型(3 3)、)、透视式与投影式透视式与投影式二氯甲烷Fischer投影式投影式透视式透视式丙醇的投影式与结构模型丙醇的投影式与结构模型二、共价键的电子理论二、共价键的电子理论 概念:共价键的形成概念:共价键的形成l离子键离子键(ionic bonds):一个或更多的电子从一个原子转移到另一个原子一个或更多的电子从一个原子转移到另一个原子形成离子时产生的键。形成离子时产生的键。它是带有相反电荷的质体它是带有相反电荷的质体(species)间的吸引力。间的吸引力。
17、有机化合物中普遍存在的化学键是有机化合物中普遍存在的化学键是共价键共价键。共价键共价键:原子通过共用电子对形成的化学键。原子通过共用电子对形成的化学键。A +B A BxxKecul 价键式价键式Lewis 结构式结构式八隅体规则八隅体规则(octet rule)最外层电子:最外层电子:H:2 电子电子其它原子其它原子:8 电子电子类似于氖的稳定结构类似于氖的稳定结构乙烯:乙烯:乙炔:乙炔:C:1S22S22P2l 两个电子的配合成对也就是两个原子轨道相互重叠,两个电子的配合成对也就是两个原子轨道相互重叠,重叠部分越大,形成的共价键就越牢固。重叠部分越大,形成的共价键就越牢固。1 1、价键理论
18、价键理论 l l 共价键是两个原子的未成对而又自旋相反的电子共价键是两个原子的未成对而又自旋相反的电子 偶合配对的结果。偶合配对的结果。共价键具有饱和性:共价键具有饱和性:未成对电子已配对成键后不能再与其它原子的未成对电子未成对电子已配对成键后不能再与其它原子的未成对电子配对成键。配对成键。A+2 B B A B B-A-B 2 A AA A=A 共价键有:共价键有:单键单键 C-C C-H 双键双键 C=C C=O 叁键叁键 CC CN 共价键具有方向性:共价键具有方向性:两成键轨道的电子云必须最大程度的重叠,键才牢固、稳定。两成键轨道的电子云必须最大程度的重叠,键才牢固、稳定。共价键的类
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