第一章绪论1.1有机化学的发展有机化学是研究碳氢化合物的化学。在18世纪人们从动植物内分离得到一些化合物，其性质和组成不同于从矿物中得到的化合物，称之为“有机化合物”。以后，人们发现这些有机化合物都含有碳、氢元素，有的还含有氧、氮、硫、磷和卤素。这些元素的种类虽然远不如无机化合物所含的多，但是有机化合物的种类却远比无机化合物繁多，性质也有较大的差异。有机化合物的种类不仅因元素组成不同而异，即使元素组成相同，它们也往往呈现不同的性质。这一现象使早期的化学研究工作者大为困惑
第一章绪论 1.1有机化学的发展 有机化学是研究碳氢化合物的化学。在18世纪， 人们从动植物内分离得到一些化合物，其性质和组 成不同于从矿物中得到的化合物，称之为“有机化 合物”。以后，人们发现这些有机化合物都含有碳、 氢元素，有的还含有氧、氮、硫、磷和卤素。这些 元素的种类虽然远不如无机化合物所含的多，但是 有机化合物的种类却远比无机化合物繁多，性质也 有较大的差异。有机化合物的种类不仅因元素组成 不同而异，即使元素组成相同，它们也往往呈现不 同的性质。这一现象使早期的化学研究工作者大为 困惑
无机化学家认识化学世界起始于对矿物的分离、提炼和分析。瑞典化学家贝采里乌斯（J.J.Berzelius，1779一1848)利用溶解、熔融、蒸发、结晶等手段，分离无机化合物。英国化学家戴维（H.Davy，1778一1829)通过电解制取活泼金属元素。19世纪分光仪发明后，人们用光谱识别各种金属元素上述手段也曾用于研究有机化合物。虽然分离得到一些纯有机化合物，但是无法仅仅从所含元素种类的不同去识别它们。德国化学家李比希（J.．vonLiebig，1803一1873)率先使用碳氢分析仪测定化合物中碳、氢的百分含量，并在原子一分子论的基础上确定分子中各元素原子的相对个数
无机化学家认识化学世界起始于对矿物的分离、 提炼和分析。瑞典化学家贝采里乌斯 (J.J. Berzelius, 1779—1848)利用溶解、熔融、蒸发、 结晶等手段，分离无机化合物。英国化学家戴维（H. Davy, 1778—1829)通过电解制取活泼金属元素。19 世纪分光仪发明后，人们用光谱识别各种金属元素。 上述手段也曾用于研究有机化合物。虽然分离得到 一些纯有机化合物， 但是无法仅仅从所含元素种类 的不同去识别它们。德国化学家李比希（J. von Liebig, 1803— 1873)率先使用碳氢分析仪测定化 合物中碳、氢的百分含量，并在原子一分子论的基 础上确定分子中各元素原子的相对个数
原子一分子论在有机化学中发挥了巨大作用意大利物理学家阿佛加德罗（A．Avogadm，1776一1856）继承、发展了英国化学、物理学家道尔顿UDalton，1766一1844)的原子论和法国化学家盖·吕萨克（J．L．Gay-Lussac，1778—1850)的气体反应定律，把化合物的最小单元称为分子，将挥发性有机化合物分子中各种元素的质量比视为分子中不同原子的相对数目。结合有机化合物的元素分析的结果，在19世纪初，人们已经能够知道一个有机化合物分子中含有的碳、氢、氧等元素的原子数
原子一分子论在有机化学中发挥了巨大作用。 意大利物理学 家阿佛加德罗（A. Avogadm， 1776—1856)继承、发展了英国化学、物理学家道 尔顿U Dalton， 1766—1844)的原子论和法国化 学家盖•吕萨克（J. L. Gay-LUSSaC，1778—1850) 的气体反应定 律，把化合物的最小单元称为分子， 将挥发性有机化合物分子中各种元素的质量比视 为分子中 不同原子的相对数目。结合有机化合物 的元素分析的结果，在19世纪初，人们已经能够 知道 一个有机化合物分子中含有的碳、氢、氧等 元素的原子数
但是，化学家在知道有机物分子的原子组成之后，最感困惑的是，这些原子在分子中是怎样连接起来的。贝采单乌斯根据一系列有机酸的分析结果，将柠檬酸（C.H.Oz)写成H+C + O,酒石酸（C4H.0）写成5H+4C+50，琥珀酸（C4H.04）写成4H+4C+30。他认为没有必要去研究各个原子的结合方式，只要把碳、氢看做正性元素，氧看做负性元素，把有机化合物比做无机化合物，同样由两类元素结合成为化合物，这就是化学中的电化二元理论
但是，化学家在知道有机物分子的原子组成 之后，最感困惑的是，这些原子在分子中是怎样 连接起来的。贝采里乌斯根据一系列有机酸的分 析结果，将柠檬酸（C6H607)写成H + C + 0,酒石 酸（C4H606)写成5H+4C+5O,琥珀酸（C4H604)写成 4H+4C+30。他认为没有必要去研究各个原子的结 合方式，只要把碳、氢看做正性元素，氧看做负 性元素，把有机化合物比做无机化合物，同样由 两类元素结合成为化合物，这就是化学中的电化 二元理论
后来人们发现了油脂、糖和胺类的化学组成，并且陆续由无机化合物合成出有机化合物。其中著名的有，德国化学家维勒（F．Wohler，1800一1882）由氰酸铵合成尿素，法国化学家贝特罗（M.E．P．Berthelot，1827一1907)成功地合成油脂俄国化学家布特列洛夫（A.M.byTIepoB一1886)用多聚甲醛与石灰水合成糖类物质。有机化合物再也不仅仅是有生命的动植物的产物。神秘的生命力创造有机物的传统观念动摇了。但是有机化学真正成长为重要的科学分支，则是在一系列理论的发展和技术的进步实现以后的事
后来人们发现了油脂、糖和胺类的化学组成， 并且陆续由无机化合物合成出有机化合物。 其中 著名的有，德国化学家维勒(F. Wohler，1800— 1882)由氰酸铵合成尿素，法国化学家贝特罗（M. E. P. Berthelot，1827—1907)成功地合成油脂， 俄国化学家布特列洛夫（A. M. —1886)用多聚甲醛与石灰水合成糖类物质。有机 化合物再也不仅仅是有生 命的动植物的产物。神 秘的生命力创造有机物的传统观念动摇了。但是有 机化学真正成长为 重要的科学分支，则是在一系 列理论的发展和技术的进步实现以后的事
在19世纪30年代，维勒和李比希提出有机化合物的基团理论，认为在有机物中有一部分不变化的组分，即有机基团，一些基团连接在一起组成分子。基团理论归纳并解释了一些有机化学事实，促进了有机化学的发展，但仍然没能揭示基团的本质，也未说明基团是怎样形成的按照这一理论，基团应该像硫酸根、硝酸根那样稳固，在化学反应中保持不变，但人们没有找到稳定的有机基团：即使如醋酸根、有机铵正离子可以看做基团，但在某此反应中，它们会加热分解或被别的原子部分取代
在19世纪30年代，维勒和李比希提出有机化 合物的基团理论，认为在有机物中有一部分不变 化的组分，即有机基团，一些基团连接在一起组 成分子。基团理论归纳并解释了一些有机化学事 实，促进了有机化学的发展，但仍然没能揭示基 团的本质，也未说明基团是怎样形成的按照这一 理论，基团应该像硫酸根、硝酸根那样稳固，在 化学反应中保持不变，但人们没有找到稳定的有 机基团:即使如醋酸根、有机铵正离子可以看做 基团,但在某此反应中，它们会加热分解或被别 的原子部分取代
早期研究得比较深入的取代反应是卤代反应。法国化学家杜马（J．B.A．DumaS，1800一 1884)发现醋酸中正电性的氢可被负电性的氯取代，而产物的性质却没有多大改变。他提出的取代理论推翻了贝采里乌斯的电化二元论，因为后者主张正性的氢是不可能被氯取代而不改变化合物的性质。取代意味着氢与氯在某种意义上的相当。基团理论想像的独立存在的基没有找到，于是杜马把有机化合物划分为数种不同类型。同一化学类型是指不仅化学式相似，性质也相似，例如醋酸（CH,H.O*）和氯代醋酸（C,H,Cl.O4）属于同一化学类型；沼气(C,H,H)和氯仿（C,H,Cl）也属于同一化学类型
早期研究得比较深入的取代反应是卤代反应。 法国化学家杜马（J. B. A. Dumas, 1800— 1884) 发现醋酸中正电性的氢可被负电性的氯取代，而产 物的性质却没有多大改变。他提出的取代理论推翻 了贝采里乌斯的电化二元论，因为后者主张正性的 氢是不可能被氯取代而不改变化合物的性质。取代 意味着氢与氯在某种意义上的相当。基团理论想像 的独立存在的基没有找到，于是杜马把有机化合物 划分为数种不同类型。同一化学类型是指不仅化学 式相似, 性质也相似，例如醋酸 和氯代醋酸 属于同一化学类型；沼气 和氯仿 也属于同一化学类型
杜马提出的取代学说和类型论，总结了有机取代反应的一些实验规律，并对有机化合物的分类做了初步尝试，但是他确定化学式时没有考虑分子量，而且同一化合物可以从不同的角度分类对于多官能团的化合物，类型论又不能不同时把它们归属于两个或多个类型。类型论的弱点日益明显地暴露出来。有机化学进一步向前发展，要求抛弃类型论，以建立起更符合客观实际的正确理论，这就是有机化合物的结构理论
杜马提出的取代学说和类型论，总结了有机 取代反应的一些实验规律，并对有机化合物的分 类做了初步尝试，但是他确定化学式时没有考虑 分子量，而且同一化合物可以从不同的角度分类。 对于多官能团的化合物，类型论又不能不同时把 它们归属于两个或多个类型。类型论的弱点日益 明显地暴露出来。 有机化学进一步向前发展，要求抛弃类型论， 以建立起更符合客观实际的正确理论，这就是有 机化合物的结构理论
1.2化学键一、化学键的形成及表示方法1.化学键的形成一一八隅体规则1915年G.N.Lewis提出描述原子和原子之间如何形成化学键、构成稳定分子的规则。该规则指出，当原子核最外层的电子壳层结构刚好被填满，达到与He、Ne、Ar等惰性气体结构相同的电子排布时，该体系特别稳定。对于元素周期表中第二周期的元素，其外层电子刚好被填充满时，其结构与Ne的电子结构相同，含有8个电子，因此又称为八隅体规则（OctetRule）。原子和原子之间形成化学键，总是倾向于失去电子、得到电子或者原子和原子之间共享电子，使每个原子周围都达到一个稳定的惰性气体结构（noble-gas configuration）
1.2化学键 一、化学键的形成及表示方法 1.化学键的形成——八隅体规则 1915年 提出描述原子和原子之间如 何形成化学键、构成稳定分子的规则。该规则指出， 当原子核最外层的电子壳层结构刚好被填满,达到与 He、Ne、Ar等惰性气体结构相同的电子排布时,该体 系特别稳定。对于元素周期表中第二周期的元素， 其外层电子刚好被填充满时，其结构与Ne的电子结 构相同，含有8个电子，因此又称为八隅体规则 。原子和原子之间形成化学键，总是 倾向于失去电子、得到电子或者原子和原子之间共 享电子， 使每个原子周围都达到一个稳定的惰性气 体结构（noble-gas configuration)
2.离子键原子和原子之间相互成键，有两种途径可使各个原子外层电子都满足惰性气体结构。其中一种是发生电子转移，电子由一个原子转移到另一个原子上。如Li原子与F原子形成化学键：L+FLtF?-He构型Ne构型离子键
2.离子键 原子和原子之间相互成键，有两种途径可使 各个原子外层电子都满足惰性气体结构。其中一 种是发生电子转移，电子由一个原子转移到另一 个原子上。如Li原子与F原子形成化学键: