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有 机 化 学 总目录 第一章：绪论 第二章：烷烃 第三章：不饱和脂肪烃 第四章：环烃 第五章：旋光异构 第六章：卤代烃 第七章：醇、酚、醚 1、电子具有波粒二向性 化学键及分子结构 原子的结构: 核外电子按能量最低原理从低到高分层排列。 分为K层、L层、M层等。 电子层又可细分为s、p、d等亚层。 s亚层有一个轨道，p亚层有3个轨道，即px,py,pz。 鲍里不相容原理：一个轨道最多只能填充两个自旋方向相反的电子。 洪特规则：最外层电子较少时，它们尽可能分占不同的轨道，且自旋方向平行。 化学键及分子结构 原子的结构: 举例： C： 1S22S22P2 N： 1S22S22P3 O： 1S22S22P4 化学键及分子结构 共价键 共价键的实质： 量子力学的价键理论认为：如果两个原子都有成单电子时，并且自旋方向相反，当其接近时，就可以发生电子配对或者说电子云重叠而形成化学键，这种由于共用电子对或者说电子云重叠而形成的键就称为共价键。 电子云重叠程度越大，键越牢固；相反，电子云重叠越小，键越不牢固。 化学键及分子结构 共价键的两个特征： 饱和性：原子的未成对电子一旦与某一原子的未成对电子配对成键之后，就不再和别的原子配对成键了，这种特征称为饱和性。例如： O →只能结合两个H成水分子。 N →只能结合三个H成NH3分子。 方向性：两个原子的未成对电子配对成键时，电子云重叠将尽可能地沿电子云密度较大的方向（即对称轴方向）重叠，这样重叠程度最大，形成的键才稳定。 HCl分子的形成。 化学键及分子结构 HCl分子的形成（举例） 化学键及分子结构 共价键的类型： σ键：电子云沿着键轴(两核间连线)方向以“头碰头”的方式重叠而形成的共价键。 例如：HCl；Cl2；H2 π键：电子云沿着键轴的方向以“肩并肩”地方式重叠而形成的共价键。 例如：N2，1S22S22P3 化学键及分子结构 σ键和π键的比较 化学键及分子结构 碳原子的杂化方式： 碳原子的SP3杂化： C：1S22S22P2 杂化轨道组成： S， P 杂化轨道形状。 空间分布。 代表物：烷烃碳原子。 化学键及分子结构 碳原子的SP2杂化。 杂化轨道组成： S， P 杂化轨道形状。 空间分布。 代表物：乙烯。 化学键及分子结构 碳原子的SP杂化： 杂化轨道组成： S， P 杂化轨道形状。 空间分布。 代表物：乙炔。 化学键及分子结构 为什么要杂化： 杂化轨道的大头一瓣与其它轨道重叠——σ重叠，重叠较多， σ键较强。 杂化轨道的空间分布情况恰好使它们的空间距离最远,从而使σ电子对的排斥力最小。 杂化后碳原子电负性的差异： SP SP2 SP3 化学键及分子结构 共价键的键参数 键长： 形成共价键的两个原子核间平均距离,单位nm。同一类型的共价键其键长在不同的分子中略有不同。 例：C—C键在丙烷中为0.154nm，在环已烷中为0.153nm。 键角： 两个共价键之间的夹角，键角的大小随分子结构的改变而改变。改变不大的，性质相似，改变大的则性质不稳定。 例：在甲烷中: ∠HCH为109°28′； 丙烷：∠C—C—C为112°； 环丙烷：∠C—C—C为60°。 化学键及分子结构 键能： 1mol气态双原子分子离解为两个气态原子所需要的能量。 对多原子分子，键能则是同一类型共价键的平均键能。 键能越大，键相对越稳定。 键能为正值，断键时吸热。 化学键及分子结构 键的极性： 原子形成共价键是通过两上原子之间共享一对（多对）电子对而形成的。 原子对价电子对的共享是否均等？ 由于原子的电负性大小不等，使得电子对发生了一定的偏移，从而在有机分子中产生了极性。 电负性引起的电子偏移是有限的，共价键中的电子对偏移远远不是完整电荷在原子间的转移，就整个有机分子而言它仍是中性的。 电负性相差越大的二原子所成的键极性越大。 化学键及分子结构 元素的电负性： 一种元素吸引电子的能力就叫做该元素的电负性，电负性数值大的具有强的吸引电子的能力。 常见元素的电负性： 化学键及分子结构 极性共价键： 两个相同原子形成的共价键，成键电子云对称地分布于两个原子之间，这样的共价键没有极性；当两个不同原子的结合成共价键时，由于这两个原子对价电子的引力不同，电子云不完全对称，这样的共价键呈现极性。 例如： δ+ δ- δ+ δ- H → Cl CH3 → Cl 化学键及分子结构 偶极矩： 正电中心所带的正电荷或负电中心所带的负电荷与两个电荷中心之间的距离的乘积谓之偶极矩。（μ） μ=q·d（D：Debye） 偶极矩为矢量，用 表示方向