有机化学基础知识（提高班） 课件（共149张PPT）2024年化学奥林匹克竞赛

(课件网) 有机化学基础知识 一、有机化合物的结构特征选讲 二、有机反应类型和试剂的分类 三、两类控制反应 四、电子效应 五、有机化合物酸碱的概念 六、溶剂的分类及溶剂化作用 一、有机化合物的结构特征选讲 1.关于有机化合物分子中共价键形成的两种理论 2.共价键的基本属性选讲 3.有机化合物构造式的表示方法选讲 ⑴ 价键理论 从形成共价键的电子只处于形成共价键两原子之间的定域观点出发，解决分子中原子间互相连接（成键）问题的理论是价键理论。杂化轨道理论是它的发展，这种方法处理的结果，对分子的空间形象描述得直观、清楚、容易理解，是常用的方法。 1. 关于有机化合物分子中共价键形成的两种理论 ⑵ 分子轨道理论 以“形成共价键的电子是分布在整个分子之中”的离域观点为基础处理分子中原子相互连接问题的方法称为分子轨道理论。这种方法对电子离域体系描述得更为确切。多用于处理具有明显离域现象的有机分子结构，如芳环、1，3-丁二烯等共轭体系。 分子轨道 （1） π键分子轨道 两个碳原子的2p轨道波函数yc 进行线性组合得到y1 和y2 y2= yc1-yc2 较高能量分子轨道 反键轨道p* y1= yc1+yc2 较低能量分子轨道 成键轨道p 用图表示： 分子轨道法处理乙烯中的p 键的结果 y1 称作成键p轨道，用p 表示； y2 称作反键p轨道，用p *表示，两原子间有节点。 p + p - p - * p p p （2）共轭 p 键分子轨道 1，3-丁二烯（CH2=CH-CH=CH2)四个碳原子的四个p轨道线性组合成四个能量不等的p轨道： y1 、 y2 、 y3 、 y3 。 能 量 Ψ4 Ψ2 Ψ3 Ψ1 三个节点 无 节 点 一个节点 两个节点 y1 、 y2是成键分子轨道， y3 、 y4 是反键分子轨道四个成键电子离域分布在四个碳原子的周围。 1、键长：形成共价键的两个原子核之间的距离称为键长。 d：a、b两原子的键长 r1：b原子的范德华半径 r2: b原子的共价半径 r3: a原子的共价半径 r4: a原子的范德华半径 共价键的基本属性选讲 ⑵ 影响键长的因素： ① 不同原子成键，键长与原子半径有关。 ② 相同原子成键键长：单键 > 双键 > 三键。 常见共价键的键长 ③无论C—C还是C—H，键长都与C的杂化状态有关。 原子的杂化状态及分子中其它键对键长的影响 2、键能 ⑴ 概念 由原子形成共价键所放出的能量，或共价键断裂成两个原子所吸收的能量称为该键的键能。后者又称键的解离能。键能的单位：kJ/mol。 例1 H2(g)———2H· 吸收436.0 kJ/mol能量，即 H—H 键的键能，也称为H—H的解离能（Ed=436.0 kJ/mol表示）。 X : Y ———> X. + Y. 共价键断裂时形成共价键的两个电子平均分到形成共价键的两个原子或基团上的断裂方式称共价键的均裂。 1.共价键的均裂 2．共价键的异裂 X:Y ———> X: - + Y+ X:Y ———> X+ + Y:- 共价键断裂时，形成共价键的两个电子非均匀地分在形成共价键的两原子或基团上，形成带有一对电子的负离子和未带电子的正离子，这种断裂方式称为共价键的异裂。 例2. 甲烷分子中有四个C—H键，其解离能如下： 每一种C-H键的解离能Ed不相等。 在甲烷中C—H键的键能是各C—H键解离能的平均值： （423+439+448+347）/4=414 kJ/mol 化合物的键能数据可从手册中查到。 常见共价键的键能(单位：kJ/mol, 25oC, 气相） ⑶ 注意：键能与键解离能是两个不同的概念，两者有联系又有区别，键能是分子中同种键解离能的平均值。 手册中给的键能多数是标准态（25℃，气相）值。在热力学计算时，化学键断裂吸收的能量为正值；化学键形成放出的能量为负值。 5. 键的极性和极化性 ⑴ 极性键和非极性键 两个电负性不同的原子形成共价键，成键的两电子的电子云非均匀分布在两原子的周围，电负性大的原子周围有较多的电子云，电负性小的原 ... ...