中医药大学有机化学课件JC整理-第二章.ppt

1、第二章第二章 有机化合物的化学键有机化合物的化学键 （一）共价键：（一）共价键：（1）共价键的形成）共价键的形成 （2）共价键的属性）共价键的属性 （二）决定共价键中电子分布的因素：（二）决定共价键中电子分布的因素：（1）电子效应）电子效应：诱导效应和共扼效应：诱导效应和共扼效应 （2）立体效应）立体效应 第一节第一节 共价键共价键（一）共价键的形成：（一）共价键的形成：（1）价键理论：）价键理论：A.A.共价键的定义共价键的定义：由自旋相反的两个单电子：由自旋相反的两个单电子配成对，把两个成键原子连接起来的键。配成对，把两个成键原子连接起来的键。B.B.共价键的方向性和饱和性共价键的方向性和

2、饱和性 （a）碳原子轨道的）碳原子轨道的sp3杂化杂化(2(2）杂化轨道理论杂化轨道理论2s2p2s2psp3跃 迁sp3杂化每个每个sp3杂化轨道含杂化轨道含1/4 s 成分和成分和 3/4 p成分成分sp3杂化轨道形状杂化轨道形状碳原子的碳原子的sp3杂化轨道杂化轨道键角为键角为 109.5 原子原子 轨道沿键轴相互交盖，形成对键轴呈圆柱轨道沿键轴相互交盖，形成对键轴呈圆柱形对称的轨道称为形对称的轨道称为 轨道轨道。轨道构成的共价键称为轨道构成的共价键称为键键。例如：甲烷分子中有四个例如：甲烷分子中有四个CH键。键。相类似，乙烷分子中有六个相类似，乙烷分子中有六个CH键和一个键和一个 CC

3、键。键。甲烷甲烷乙烷乙烷键的形成及其特性键的形成及其特性（b）碳原子轨道的）碳原子轨道的 杂化杂化 sp21个 杂化轨道=1/3 s +2/3 psp2余下一个未参与杂化的余下一个未参与杂化的p轨道轨道,垂直于垂直于三个杂化轨道对称轴所在的平面。三个杂化轨道对称轴所在的平面。sp2以乙烯分子为例：乙烯分子中的乙烯分子中的键键乙烯分子乙烯分子中的中的键键（c）碳原子轨道的）碳原子轨道的 sp 杂化杂化1sp 杂化轨道=1/2 s +1/2p一个一个sp 杂化轨道杂化轨道 二个二个sp 杂化轨道杂化轨道 未参与杂化的两个未参与杂化的两个p轨道的对称轴互相垂直且都垂轨道的对称轴互相垂直且都垂直于直于

4、sp杂化轨道对称轴所在直线。杂化轨道对称轴所在直线。乙炔乙炔分子的分子的键键乙炔分子中乙炔分子中键的形成键的形成（1）键长：）键长：指成键原子核之间的距离指成键原子核之间的距离一些共价键的键长一些共价键的键长（二）共价键的属性（二）共价键的属性共价键共价键键长/nm键长/nmC CC HC NC OC FC ClC BrC IC CC C0.1540.1470.1430.1410.1090.1770.2120.1340.1200.191（2）键角：）键角：乙醚乙醚戊烷戊烷甲烷甲烷指键与键之间的夹角。指键与键之间的夹角。CHHHH109.5o109.5oO104oCOHH118o121o甲醛甲醛

5、甲烷甲烷C-HC-H键键能（键键能（414kJ.mol-1)414kJ.mol-1)是上述解离能的平均值。是上述解离能的平均值。（3）键能）键能 指成键时体系放出的能量或断键时体系吸收指成键时体系放出的能量或断键时体系吸收的能量。多原子分子键能通常是键的离解能平均的能量。多原子分子键能通常是键的离解能平均值值。CH4CH3HEd(CH3H)=423 kJ.mol-1CH3CH2HEd(CH2H)=439 kJ.mol-1CH2CHHEd(CHH)=448 kJ.mol-1CHCHEd(CH)=347 kJ.mol-1一些共价键的键能一些共价键的键能共价键共价键键能/kJ.molC CC HC

6、NC OC FC ClC BrC IC CC C347305360485414339218611837285键能/kJ.mol-1-1化学环境不同的相同共价键的键能是有差异的！化学环境不同的相同共价键的键能是有差异的！当成键原子电负性不同时，当成键原子电负性不同时，电负性大的原子带部分负电负性大的原子带部分负电荷（电荷（-）；电负性小的原子带有部分正电荷（）；电负性小的原子带有部分正电荷（+）。）。键的极性强弱用偶极矩（键的极性强弱用偶极矩（）来衡量，它是部分电荷）来衡量，它是部分电荷与电荷之间距离的乘积：与电荷之间距离的乘积：=q.d=q.d（C.m)C.m)，+-（4）键的极性：）键的极性

7、：共价键极性产生？共价键极性产生？HClHCl=3.57x10=3.57x10-30-30（C.m)C.m)多原子分子偶极矩是各个共价键偶极矩的矢量和多原子分子偶极矩是各个共价键偶极矩的矢量和=0 0（C.m)C.m)=6.47x106.47x10-30-30（C.m)C.m)=3.28x103.28x10-30-30（C.m)C.m)CClClHHCClHHHCClClClCl 偶极矩为零的分子是非极性分子；偶极矩不为零的分偶极矩为零的分子是非极性分子；偶极矩不为零的分子是极性分子；偶极矩越大，分子极性越强。子是极性分子；偶极矩越大，分子极性越强。(5)(5)分子的极性分子的极性（6 6）键

8、的极化性）键的极化性 键的极性是分子本身所固有的，而键的极化性是键的极性是分子本身所固有的，而键的极化性是指共价键在外电场的影响下，引起键内电子云密度指共价键在外电场的影响下，引起键内电子云密度的重新分布，从而改变了键的极性，称这种现象为的重新分布，从而改变了键的极性，称这种现象为键的极化性。键的极化性。注意：注意：1 1）含义：外电场）含义：外电场-主要是指试剂（离子和主要是指试剂（离子和极性分子），极性的改变，非极性分子极性分子，极性分子），极性的改变，非极性分子极性分子，或极性增大。或极性增大。2 2）键的极性主要是由电子云的流动性决定的，当除）键的极性主要是由电子云的流动性决定的，当除去外电场时，共价键就恢复原状。这种现象也叫做去外电场时，共价键就恢复原状。这种现象也叫做诱导极化或动态极化。诱导极化或动态极化。