高中化学竞赛有机化学基础

有‘生机’之物 —— 碳化合物 —— 碳氢化合物。 十八世纪前，利用天然有机物。
我国古代对天然有机物的利用：植物染料、酿酒、制醋、中草药（神农本草 经，汉末）、造纸（汉朝）
其他国家，如古代印度、巴比伦、埃及、希腊和罗马也都在染色、酿酒对天 然有机物进行了利用。埃及人用靛蓝和茜素作木乃伊裹布的染料，古犹太人祈祷 者披巾上的蓝色是从一种地中海鱼中提取出来的。
有机化学的任务
1．发现新现象（新的有机物，有机物的新的来源、 新的合成方法、合成技巧，新的有机反应等） 2．研究新的规律（结构与性质的关系，反应机理等） 3．提供新材料 （提供新的高科技材料，推动国民经 济和科学技术的发展） 4．探索生命的奥秘（生命与有机化学的结合）。
§有机化合物的特点
有机化合物的特点通常可用五个字概括：“多、燃、 低、难、慢”。
pKa
Fra Baidu bibliotek4.82
4.52
4.06
2.80
取代羧酸的酸性与-I基团离羧基的距离有关，距离越远，影响 越小。
原子或基团的吸电子能力顺序如下：
吸电子诱导效应（- I）：
+
NR3 NO2
SO2R
CN
SO2Ar
COOH
高中化学竞赛有机化学基础
高乃群
【本章重点】
第一章 绪 论
共价键的形成及共价键的属性、诱导效应。 【必须掌握的内容】
1. 有机化合物及有机化学。 2. 有机化合物构造式的表示方法。 3. 共价键的形成——价键法（sp3、sp2 sp杂化、σ键与π 键）和分子轨道法。 4. 共价键的基本属性及诱导效应。 5. 共价键的断键方式及有机反应中间体。 6. 有机化合物的酸碱概念。
三、诱导效应：
由于成键原子电负性不同所引起的，电子云沿键链 （包括σ键和π键）按一定方向移动的效应，或者说是键 的极性通过键链依次诱导传递的效应，称为诱导效应
（Inductive effects），通常用“I”表示。
δ+
δ
C
X
C
H
I 效应
标准
从下面几组数据中找找规律：
+
δ
δ
C
Y
+ I 效应
(CH 3)3CCOOH
pKa
5.50
CH3CH2COOH 4.84
CH3COOH 4.76
HCOOH 3.77
+ I 效应：(CH3)3C— ＞ (CH3)2CH— ＞ CH3CH2— ＞ CH3—
ICH2COOH
pKa
3.18
BrCH2COOH 2.90
ClCH2COOH 2.86
FCH2COOH 2.59
-I 效应：F— ＞ Cl— ＞ Br— ＞ I—
2、 键有一个对称轴， 轴上电子云密度最大。
1、 电子云分布在 键所 在平面的上下两方，呈块状 分布。
2、只有对称面，对称面上 的电子云密度最小（=0）
键的性质
1、键能较大。
1、键能较小。
2、键的旋转：以 键连接 2、键的旋转：以 键连接 的两原子可相对的自由旋 的两原子不能自由旋转。
转。
3、键的可极化度：较大。
2、性质上的特点 A、 物理性质方面特点
1) 挥发性大，熔点、沸点低 2) 水溶性差 （大多不容或难溶于水，易溶于有机溶剂 B、化学性质方面的特点 1) 易燃烧 2) 热稳定性差，易受热分解（许多化合物在200~300度 就分解） 3) 反应速度慢 4) 反应复杂，副反应多
§共价键的形成及其属性
§有机化合物与有机化学
1、有机化合物：烃及其衍生物(烃：碳氢化合物) 2、有机化学：研究有机化合物来源、制备、结构、性能、应用 及其变化规律的科学。 3.有机化合物的研究对象 有机化学是从分子水平上研究物质世界最丰富多彩的部分 ——有 机化合物。 简单有机小分子化合物（组成、价键、结构、性质、鉴定、反应、 合成）——复杂有机化合物（结构、鉴定、合成） ——大分子 化合物（ 结构、鉴定、合成、相互作用） —— 超分子（分子识别、 分子组装、功能） 三项内容：分离、结构、反应和合成
电负性： s sp sp2 sp3 p
（2） 键与 键的差异：
存在的情况 键的形成情况
键
键
1、可以单独存在。
1、必须与键共存。
2、存在于任何共价键中。 2、仅存在于不饱和键中。
成键轨道沿轴向在直线上 成键轨道对称轴平行，从侧
相互重叠。
面重叠。
电子云的分布情况
1、 电子云集中于两原子 核的连线上，呈圆柱形分 布。
[分离] 从自然界或反应产物通过蒸馏、结晶、吸附、萃取、升华等
操作孤立出单一纯净的有机物。
[结构] 对分离出的有机物进行化学和物理行为的了解，阐明 其结
构和特性。
[反应和合成] 从某一有机化合物(原料)经过一系列反应转化成一
已知的或新的有机化合物(产物)。
4、有机化学的产生和发展 有机化学作为一门学科诞生于：19世纪初
1．组成和结构之特点 有机化合物种类繁多、数目庞大（已知有七百多万种、且 还在不但增加） 但组成元素少 （C， H， O， N ，P， S， X等）
原因： 1） C原子自身相互结合能力强 2) 结合的方式多种多样（单键、双键、三键、链状、环状） 3) 同分异构现象 （构造异构、构型异构、构象异构）普遍 例如，C2H6O就可以代表乙醇和甲醚两种不同的化合物
一、共价键的形成 1．价键理论：
共价键的成键条件； 共价键的饱和性； 共价键的方向性。
+
1s
1s
2p 1s +
分子轨道
2p
1s
+
氢分子
2p + 1s
2、杂化轨道理论
简介*
要点 *
sp3、 sp2、 * sp 杂化 *
着重强调两个问题：
（1）不同杂化方式的轨道形状、s 成分的多寡及 不同杂化碳原子的电负性是不同的。
CH3COOH
pKa
4.76
ClCH2COOH 2.86
Cl2CHCOOH 1.36
Cl3CCOOH 0.63
取代羧酸的酸性与在烃基同一位置上引入-I基团的数目有关， 数目越多，酸性越强。
CH3CH2CH2COOH ClCH2CH2CH2COOH CH3CHClCH2COOH CH3CH2CHClCOOH
3、键的可极化度：较小。
二、共价键的属性
1、键长：以共价键键合的两个原子核间的距离为键长。
2、键角：同一原子上的两个共价键之间的夹角。 3、键能：气态时原子A和原子B结合成1molA-B双原子分子 （气态）所放出的能量。
4、键的极性和键矩 键矩：极性共价键正或负电荷中心的电荷（q）与两个电 荷中心之间的距离（d）的乘积叫键矩（u）。