第1章　绪论

1.1　复习笔记

一、有机化学和有机化合物的特性

1．有机化学的研究对象

研究碳化合物的化学。

2．有机化学的发展

（1）1828年，德国化学家魏勒（Wöhler,F.）制尿素；（2）1845年，柯尔伯（H.kolber）合成了醋酸；（3）1854年，柏赛罗（M.berthelot）合成油脂类化合物；之后，布特列洛夫合成了糖类化合物；……

3．有机化合物的特性

碳原子的结构特征使有机物具有与无机物不同的性能:（1）分子组成复杂；（2）容易燃烧；（3）熔点低,一般在400^ｏＣ；（4）难溶于水；（5）反应速率比较慢；（6）副反应较多。

二、结构概念和结构理论

分子式相同而结构不同的现象称为同分异构现象（isomerism），把两个或两个以上具有相同组成的物质称为同分异构体（isomer）。

1.Kekulé A（凯库勒）及Couper A（古柏尔）的两个重要基本规则：碳原子是四价的；碳原子自相结合成键。

2．注意有机物结构的几种表示方法：构造式、球棍模型、伞形式。

3.Butlerov A（布特列洛夫）提出化学结构的概念。

4．范特霍夫首次提出碳原子的立体概念，形成立体化学这一学科分支。

三、化学键

1．原子核外电子的排布规律

（1）保里不相容原理（Pauli exclusion principle）：每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反配对。

（2）能量最低原理（principle of lowest energy）：电子尽可能占据能量最低的轨道。原子轨道离核越近，受核的静电引力越大，能量也愈低，故轨道能级顺序是ls<2s<2p<3s<3p<4s。

（3）洪特规则（Hund rule）：有几个简并轨道（能量相等的轨道）而又无足够的电子填充时，必须在几个简并轨道逐一地各填充一个自旋平行的电子后，才能容纳第二个电子。

2．化学键

将分子中的原子结合在一起的作用力称为化学键。典型的化学键有三种：离子键（ion bond）、共价键（covalent bond）和金属键（metallic bond）。

（1）离子键：依靠正、负离子间的静电引力而形成的化学键称为离子键。离子键无方向性和饱和性。其强度与正、负离子所带的电价的乘积成正比，与正、负离子间的距离成反比。

（2）金属键：使金属原子结合成金属晶体的化学键称为金属键。金属键无方向性和饱和性。

（3）共价键：两个和多个原子通过共用电子对而形成的化学键称为共价键。共价键有方向性和饱和性。

3．价键理论

（1）若两个原子各有一个未成对电子且自旋反平行，就可偶合配对，成为一个共价键；若两个原子各有两个或三个未成对电子，就可以形成双键或三键。故原子的未成对电子数就是它的价数。

（2）如果一个原子的未成对电子已经配对，就不能再与其他原子的未成对电子配对——这就是共价键的饱和性。

（3）电子云重叠越多，形成的键越强，即共价键的键能与原子轨道重叠程度成正比，因此要尽可能在电子云密度最大的地方重叠——这就是共价键的方向性。

（4）能量相近的原子轨道可进行杂化，组成能量相等的杂化轨道（hybridized orbital），这样可使成键能力更强，体系能量降低，成键后可达到最稳定的分子状态。

4．分子轨道理论

（1）分子轨道也有不同的能级，每一轨道也只能容纳两个自旋相反的电子，电子首先占据能量最低的轨道。

（2）分子轨道的数目与参与形成分子轨道的原子轨道数目相等。两个原子轨道组成两个分子轨道，其中一个分子轨道是由两个原子轨道的波函数相加组成——称为成键轨道；另一个分子轨道是由两个原子轨道的波函数相减组成——称为反键轨道。成键轨道的能量较两个原子轨道的能量低，而反键轨道的能量较两个原子轨道的能量高。

（3）分子轨道理论认为：电子从原子轨道进入成键的分子轨道，形成化学键，从而使体系的能量降低，形成稳定的分子。能量降低愈多，形成的分子愈稳定。

（4）原子轨道组成分子轨道必须具有能量相近、电子云最大重叠以及对称性相同三个条件。

5．共价键的极性与分子的偶极矩

（1）两个不同的原子形成分子时，由于两种原子的原子实对价电子的吸引力不等，电子不再平均分布，形成的共价键是有极性的。

（2）在空间具有两个大小相等、符号相反的电荷的分子，构成一个偶极。正电中心与负电中心上的电荷q与两个电荷中心距离d的乘积，称为偶极矩。其大小可以表示有机分子极性强弱。

6．共价键的键长、键角和键能

（1）键长：形成共价键的两个原子核间的平均距离称为共价键的键长（1ength of covalent bond）。

（2）键角：分子内同一原子形成的两个化学键之间的夹角称为键角（bond angle）。常以度数表示。

（3）键解离能和平均键能：断裂或形成分子中某一个键所消耗或放出的能量称为键解离能。标准状况下，双原子分子的键解离能就是它的键能；对于多原子分子，某一种键的键能就是分子中该类键的平均键解离能——平均键能。

四、酸碱的概念

近代的酸碱理论主要有：酸碱电离理论、酸碱溶剂理论、酸碱质子理论、酸碱电子理论和软硬酸碱理论。

1．酸碱电离理论（ionization theory of acid and base）

该理论的要点是：凡在水溶液中能电离并释放出H⁺的物质叫酸，能电离并放出H0^-的物质叫碱。

2．酸碱溶剂理论（sovent of acid and base）

该理论的要点是：能生成与溶剂相同的正离子者为酸，能生成与溶剂相同的负离子者为碱。

3．酸碱质子理论（proton theory of acid and base）

酸碱质子理论又称为勃朗斯特一劳里（Brönsted-Ｌowry）质子理论，其要点是：酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。一个酸释放质子后就变成它的共轭碱（conjugate base），一个碱与质子结合后就变成它的共轭酸（conjugate acid）。

酸性或碱性越强，与其共轭的碱或酸越弱。

4．酸碱电子理论（electron theory of acid and base）

酸碱电子理论又称路易斯（Lewis）酸碱理论，其要点是：酸是电子的接受体，碱是电子的给予体。酸碱反应是酸从碱接受一对电子，形成配价键，得到一个加合物。实际Lewis酸是亲电试剂，Lewis碱是亲核试剂。作为Lewis酸，可以是接受电子的分子，也可以是金属离子，还可以是正离子。

作为Lewis碱，可以是具有未共享电子对原子的化合物，也可以是负离子，还可以是烯烃和芳香化合物等。

5．软硬酸碱概念（theory of hard and soft acid and base）

将体积小、正电荷数高、可极化性低的中心原子称为硬酸；体积大、正电荷数低、可极化性高的中心原子称为软酸。将电负性高、极化性低、难被氧化的配位原子称为硬碱；电负性低、极化性高、易被氧化的配位原子称为软碱。“硬亲硬，软亲软”。