第2章有机化合物的结构理论.pptVIP

第二章 有机化合物的结构理论 （2）SP2杂化轨道： 思考题：指出下列分子结构式中每个C原子的杂化类型 （1）CH3C=CH2 （2）CH3OCH3 （3）CH3C≡CH （4）CH3CHCH3 （5） （6） ?CH2Cl * 有机化学精品课程“十一五”教材配套课件 * 2.1 原子轨道（复习） 路易斯（Lewis）理论 价键理论 2.3 碳原子的成键方式与杂化轨道理论* 2.4 分子轨道理论 2.5 常见有机官能团的分子轨道 2.8 共振结构理论 2.2 共价键理论 主量子数n : 描述原子中电子出现几率最大区域离核的远近，或者说它是决定 电子层数的，主量子数n的取值为1，2，3…等正整数。 副量子数l: 其一表示原子轨道（或电子云）的形状，其二是表示同电子层 中具有不同状态的亚层。l可取值为0，1，2，3…（n-1）。 磁量子数m: 决定原子轨道（或电子云）在空间的伸展方向。可取值0，±1， ±2，±3，…±l，共有2l+1个取值。 如：碳原子的原子轨道状态（n=2；l=0，1；m= 0，±1 ）： 1s22s22px12py12pz 2.1 原子轨道（复习） 2.2 共价键理论 2.2.1 路易斯（Lewis）理论 分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势，而达到 这种稳定结构，并非通过电子转移形成离子键来完成，而是 通过共用电子对来实现。 局限性： 没有说明这种键的实质, 适应性不强， 特别是难以解释 BH3, BCl3 等达到稀有气体结构的分子的成键方式。 2.2.2价键理论 基本要点： （i）形成共价键的两个电子，必须自旋方向相反； （ii）元素原子的共价数等于该原子的未成对电子数（共价键具有饱和性）； （iii）最大重叠原理（共价键具有方向性）。 Cl:3pz H:1s Cl:3pz Cl:3pz 共价键的键型主要分为两种：?-键和?-键 “头碰头”叠加 “肩并肩” 叠加 不能单独存在，只能与σ键共存 可单独存在于任何共价键中 π键 σ键 σ键和π键的主要特点 成键轨道沿键轴“头碰头”重叠，重叠程度较大，键较稳定 成键轨道“肩并肩”平行重叠，重叠程度较小，键不稳定。 电子云对键轴呈圆柱形对称。密集于两原子之间，受核的约束大，键的极化性（度）小 电子云通过键轴有一对称平面，分布在平面的上下方，受核的约束小，键的极化性（度）大 成键的两个碳原子可以沿着键轴“自由”旋转 成键的两个碳原子不能沿着键轴“自由”旋转 共价键参数 键能:表示共价键稳定性的一种物理量，一般说来，键能越大， 键越牢固，含有这种键的分子就越稳定。 双原子分子（H2,Cl2等） 破坏其共价键时所需提供的能量为共价键的离解能，也是该共 价键的键能。 例： H2离解能104.2 KJ ? mol-1， H2键能104.2 KJ ? mol-1 2. 多原子分子 共价键的键能是指同类键的平均离解能。 例如，甲烷的四个碳氢建的解离能分别为： 甲烷分子中C-H键键能为 =415.3（KJ?mol-1） 1661 4 键角： 分子中键与键之间所形成的夹角称为键角。CO2分子中∠ OCO键角为180°，则C原子为SP杂化，当知道CH3OH的∠COH键角为109°28’，就可知道氧原子为SP3杂化。 键长：成键的两个原子核之间的距离，叫键长，一般以pm为单位。 1.与成键原子的性质以及成键类型紧密相关。一般来说，原子 半径小的原子间形成的共价键的键长较短。 2.对两个相同原子的成键，一般单键键长最长，双键次之，叁 键最短。键长越短，一般键能越高。如 C-C 154pm，C=C 134pm、C≡C 120pm 3.键长还与成键原子杂化轨道的状态有关，杂化轨道中s轨道的 成分越高，键长越短。例如，通常C(sp3)―H 110pm， C(sp2)―H 107pm，而C(sp)―H106pm。 4.在不同化合物中，相同键的