第一章绪论 §1.1定义 有机化合物 (一)含义: 19世纪三十年代以前,有机化合物都是取之于动、植物体,而当时已经研究过的大量元 机化合物是取自矿物。因此,当时的化学家们认为有机化合物是有机体所产生的物质。因而 给来源于有机体的这类化合物以有机化合物的名称。 最初的定义:来源于有机体的化合物 白于当时只能从有机体中获得有机化合物,使得柏齐留斯( Berge!iws)等化学家 们误认为有机体中存在着一种所谓“生命力”,只有在这种不服从化学原理的 “生命力”的作用下才能产生“有机化合物”,人工是无法合成有机化合物的,这就是在 I9世纪三十年代以前统治着化学家们头脑的所谓“生命力论” 188年,德国化学家武勒(F…Wher)在制取氰酸铵时无意中取得了尿素; NHOCN—>N2H→CNH2
第一章 绪论 一.有机化合物 （一）含义： 最初的定义：来源于有机体的化合物 §1.1 定义
氰酸铵是当时熟知的典型无机化合物,而尿素是当时已知的典型有机化合物,武勒在实验 室里由氰酸铵合成尿素是历史上第一次在生物体外人工合成了有机化合物,这就说明不需要 将殊的“生命力,不在有机体内也可以合成有机化合物。尿素的合成虽引起了科学界的广泛 注意,但在当时仍不足以打破人们对“生命力论"的迷信。 1845年,柯尔贝( Kolbe)刘用木炭、硫磺、氯气、水等无机化合物合成了醋酸。醋酸亦 是原来认为只能从有机体内得到的有机化合物a 1854年,柏赛罗(M. Berthe lo)合成了油脂,1862年他把氢气通到两个炭极形成的电弧 之间,得到了乙炔。 后来相继从无机化合物制得了一系列有机化合物。从19世纪60年代开始,化学家们已深 信有机化合物并不一定来自有机体,绝大多数有机化合物都能用无机化合物制得,“生命力 论”自然也被科学事实彻底否定了。但是有机化合物这个名字仍然沿用到现在;不过它的含 义已经发生了变化。 那么现在我们又怎样来认识有机化合物这个概念呢? 19世纪中叶以后,人们研究过的有机化合物数日巳很多,提纯和分析的方法越来越精细, 通过对大量有化合物组成的分析,发现有机化合物绝大多数都含有碳和氢,此外尚有O S、N等元索。因此,1848年格美林( gmelin. L)及凯库驸( A Kekule)曾建议把有机化合物定
那么现在我们又怎样来认识有机化合物这个概念呢？
义为 碳的化合物 老虑到CO、CO2碳酸盐的分子里都含有碳,而这些化合物的性质与通常的 元机化合物更相似,所以仍列入无机化合物,因此,这个命名也有些欠妥 19世纪未,肖莱马尔( schorlemmer. c)建议将有机化合物定义 碳氢化合物及其衍生物 从以上的介绍可见,有机化合物这个概念的含义,有其历史演变过程,随着科学的发展 面所发展。被不同作者采用着的上述两种意,我们理解它的意北行了。 符料的发,物化合物还会有勇丰常的含义和更精的定义。 (二)有机化合物的特点 l、有机化合物组成简单,绩构复杂,数目众多。 成有杯北合物的元索利类不多,常见的是C,H、0、5N、C!等(当然现已合成 了须多元蒙的有机化合物),但是仅含上趁几种元素的有化合物就有几两灯(93) 种,大大超过了现在已经研究过的无机化合物的总数(无机物约60万种)。 原因: 1)碾元素砫周期裘屮的特定位置和特殊门元索电负性,使得碳原子 间可合的解力很强,可以用不同的数日结合成各种碳架
义为： 碳的化合物 ，因此，这个命名也有些欠妥。 碳氢化合物及其衍生物 （二）有机化合物的特点 原因：
(2)分子成相同又时以以各种轰杂的排列方式绕合形成同分异构物 刘1;CHC班C2C涉点466℃,CH-CH-CH沸点35,7℃。有 2、典型存机化合物与强型无机化合物的性质有明显差尹。 (1)寮易燃烧 因为有机化合物中含C、H,燃烧时与氧结合成QO2,H2O丽放出大量能盝,趋向稳定 态,所以有化合物一般都比较容易燃烧。 (2)沸点熔点较低 有杋化合物的沸点郡熔点一般都比较低,固态有机物的熔点也在40℃以下。 这两点都是就大多数无机化合物与有机化合物相对比较币言。现在人工合成的其些有机 化合吻可以:890-190以上高温而不熔,被用于火箭,字宙飞船等方面。某些有机化合 物不但不能然烧,还是优良的灭火剂。 (3)不易溶于水 有机化合物通常难溶于术,易濬于有机溶剂。无机化合则较易溶于水而难溶于有机溶 剂。当然,并不是绝对的,有的有机铟可与水任意混溶
(4)有机物反应速度较慢,反应副产物较多。 有机化合物主要以共价结合,有机化合物的反应,常需较长时间方能完成。而且,E 于有机化合物分子结构复杂,反应常可在分子的不同位置上发生,因而副产物较多,产率 低 特别提醒:这不是绝对的,只是对绝大部分有机化合物确实如此 3、有机化合物与生命过程密切相关 有机化合物虽然不是只有生物方能产斗,矩不是要在“生命力”的作用下产生。但是, 有机化合物是生物学和医学的基础,有生命的有机体,除」水以外,主要是有机化合物组成 的。生命过程可以认为是有机化合物变化的过程,有机化合物与生命过程的关系极为密切。 有机化学 1806年柏齐留斯首先提出有机化学这个台称,当时是和“生命力”论联系在题的;1828 年,他的学生武勒合成尿素后写信告诉他,他仍认为是生命力超了作用。到19世纪50年 代,随着有杋化合物的含义逐步明确化,有机化学的含义也明确化了这一时期可称为有机化 学的建立时期。近一个世纪以来,有机化学获得了飞速的发展,但是有机化学这个名词仍沿 用至今。 有机化学是研究有机化合物的结构,性质,制备,用途和变化规律的科学
特别提醒：这不是绝对的，只是对绝大部分有机化合物确实如此 二.有机化学 有机化学是研究有机化合物的结构，性质，制备，用途和变化规律的科学
§1.2为什么要学习有机化学? 因为它和生命息息相关,和我们的生活息息相关 §1.3如何来学习有机化学? 课前预习,认真作好笔记,课后要复习 §1.4有机化学中的一些基本知识 有机化合物的结构理论 从19出纪中期开始,在大量有机化合物知识的基础上,对有机化合物的结构进行了许多 研究工作,形成了定性的缟构理论。 (一).经典的结构理论 1858年,德国凯库勒和英国的库帕(A·s· Couper)分圳提出了有 1.C(4价),H(1价),O(2价); 2.C原子之间可以自相相互成键(可以是单键,双键,叁键,还可以成环), 而且碳原子间还可以插入其他杂原子 这就是有机化合物分子结构的最原始最基础的理论 186年钱国布特列洛夫(巧e提出;分子是原子按定顺序排列的化学结合, 各原子间有复杂的化学力相互作用着,这种化学作用力的分乱叫做化学结构。分子的性质决 定于化学结构,通过化合物的性质可以推断其化学绮构!根据分子的结构,可以预测它的 性
§1.2 为什么要学习有机化学？ 因为它和生命息息相关，和我们的生活息息相关 §1.3 如何来学习有机化学？ 课前预习，认真作好笔记，课后要复习 §1.4 有机化学中的一些基本知识 一 . 有机化合物的结构理论 （一）.经典的结构理论 1. C(4价）， H （ 1价）， O （ 2价）； 2. C原子之间可以自相相互成键（可以是单键，双键，叁键，还可以成环）， 而且碳原子间还可以插入其他杂原子
质。分子中各原子之间存在着相互的影响。分子的化学结构可以用结构式表示。 1874年,荷兰的范特荷夫(Vano)根据二氯甲烷没有同分异 构体的事实,提出碳原子具有正四面体的结构;碳原子位子四面体的 中心,四个价键伸向四面体的四个顶点。当然,若与碳原子结合的四 个基团不相同时,碳原子就不一定正好在四面体的中心,四个取代基 也不定正好在四面体的四个顶点上。这就建立了分子的立体概念,H2-H 可说明对映异构现象。至此,经典的有机化学结构理论基本上建立起图1甲烧的正匹 来了。19世纪中期到2世纪初这段时鹩可认为是有机化学的发展时期。 面体模型图 (二).现代的结构理论 化学織构问题:研究原子如何纥合成分子,分子中原子的联结次序,电子怎样把原子歌 结在一起,电子在分子中的分布方式,分子的形状和大小…等等。主要有价键法、分子轨道 法等对结构的处理及现代物理方法对结构的测定。 继构与性质的关系问题:研究分子的结构、分子中电子的分布情况与化合物的物理性质 和化学杷质之鼠的关系。提出了透导效应和共钢效题 有机化合物的反应机理间题;研究有机化合物在反成过程中怎样变化,溶剂与催化刹在 反应中怎样发生作用,以及中间物(基、离子、活化鉻合物等)的构如何等等问题
（二）.现代的结构理论
复杂物质的合成问蔥;研究生命物质的纬构,合成性能超过天然化合物的分子,并积极 利用计算机进行有机合成的设计工作。 有机化合物中常见的化学键 有机化合物分子中常见的化学键有三种:离子键、共价键和靶价键 离子键 离子键是由原子间发生电子转移形成的,带相反电荷的离子间的静电引力就是离子键。 有机化合物以离子键结合的不多。碳和碳原子之间不会发生一个碳原子把电子完全转移给另 一个碳原子,再以静电引力互相结合赵来的情况;因此,碳原子间不能形成稳定的离子键。 碳和氢原子之间会不会以离子键结合呢?由于碳元素与氢元紫的电负性相差不够大,通 常氢原子也不会把电子完全转移给碳原子,再靠静电引力互相结合在一起,所以碳与氢原子 间亦不以离子键结合。但是在羧酸盐、磺酸盐、季铵盐等有机盐类及其它某些分予中却有离 子键存在。 共价键 碳原子之间或碳原子与氢原子之间,都是由成键的原子各拿出定数目的电子互相共享 而形成键 H H HXC CcH H H 这祥,碳和氢原子的最外层都有了最安定的电子构型。成键原子各提供一定数目的电 子,靠互相共享电子形成的键叫共价键。有机化合物主要是靠共价键结合
1.有机化合物中常见的化学键 离子键 共价键 有机化合物主要是靠共价键结合
配位键 配价键是一种特殊的共价键。它的特点是由一个原子提供一对电子与另一个原子共享 H H R:N:十H R∴N:丑 曲成键原子之一提供息子形成的化学键叫配价,前者叫电子给予体,后者川电子接受体 共价键 (1)共价键理论 在现阶段,用于处理分子结构的共价键理论主要有两种,一种是价键法,另 种是分子轨道法 A.价键法 价键法又叫龟子配对法,这是海犄勒( leiter)和伦敦(onen)处理珏分子结构所得 结果的推广,推论得到的几个要点如下: 假如A原子和B原子各有一个未配对的电子,而且自施方向相反,那么A和B接近 时,两个电子可以互相配对,原子轨道互相重迭,构成价键。 如果A原子有两个未配对电子,B原予只有一个未紀对电子,那术A就和二个B结合成AB2分 于。如氧原了与氢原子合成H分子
配位键 体 2.共价键 （1）共价键理论 在现阶段，用于处理分子结构的共价键理论主要有两种，一种是价键法，另 一种是分子轨道法 A.价键法 a. b
菜个电子与另一个电子配对以后就不能再与第三个电子配对。来成键电子配对完毕则达饱 氢原子只能形成H2,不能形成H,这就是共价键的饱和性。 电子云最大重关原理:电子云重法愈多,所形成的共价键就愈稳固 s4道的电子云分布成球形,半径相等的区城电子云密度相同,各方向电子云密度相等, 所以没有)性 F轨道的电子云是以避过原子核的直浚为长轴对称分布的,它在这个对称轴的方向电子 云密度较大。成键时总是在电子云密度最大的方向迭合,达到爱大的重迭以形成更稳定的 键s ○头碰头口键 所以说,有方向性 附: 肩并肩∏键 仅仅根据价键法的这几点假说,还有一些问题不能解决。大家知道周期表里的第二族元 素,其电子构型是最高能级上有两个电子,如Be(Be:18252 铍的电子是已经配对的,按前面的假说,它应该是0价了,可是它能生成许多化合物 如BeCl2,而且测定结果表明它的两个Be-列袋相同,两键间的夹角为180° Cl--Be--cE
c. d. 所以说，有方向性 头碰头 附： 肩并肩 Π键