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江南大学有机化学期末考试复习笔记

第一章绪论1.价键的形成是原子轨道的重叠(从电子云的角度讲也可以说是电子云相互交盖的结果)或电子配对的结果,如果两个原子都有未成键电子,并且自旋方向相反,就能配对形成共价键。

1.1)共价键形成的基本要点1.成键电子自旋方向必需相反;2.)共价键的饱和性,形成八隅体稳定结构;3.)共价键的方向性——成键时,两个电子的原子的轨道发生重叠,而P电子的原子轨道具有一定的空间取向,只有当它从某一方向互相接近时才能使原子轨道得到最大的重叠,生成的分子的能量得到最大程度的降低,才能形成稳定的分子。

2.由于电子云不完全对称而呈极性的共价键叫做极性共价键,可用箭头表示这种极性键,也可以用δ+、δ-标出极性共价键的带电情况。

例3.★诱导效应产生的原因:成键原子的电负性不同。

4.★诱导效应的传递:逐渐减弱,传递不超过五个原子。

5.★诱导效应的相对强度:一般以电负性的大小作比较同族元素来说 F > Cl > Br > I同周期元素来说 - F > -OR > -NR2不同杂化状态的碳原子来说–C≡CR >–CR=CR2 > -CR2-CR3(CH3) 3C– > (CH3)2CH– > CH3CH2– > CH3–7.以I表示诱导效应, -I吸电子诱导效应,+I推电子诱导效应(具有+I效应的原子团主要是烷基,其相对强度如下:第二章饱和烃烷烃和环烷烃1.构造异构体(Constitutional isomerism):分子式相同,分子中原子互相连接的方式和次序不同的异构体。

这种构造异构体是由于碳架不同引起的,故又称碳架异构。

P25表2-1构象异构体:分子组成相同,构造式相同,因构象不同而产生的异构体。

(构象:指分子中原子或原子团由于围绕s单键的旋转而产生的分子中原子在空间的不同排列. )2.普通命名法:用甲乙丙丁戊己庚辛壬癸,数目表示碳原子数目,正/异/新来区别, 甲烷衍生命名法: 以甲烷为母体,把其他烷烃都看作甲烷的烷基衍生物,一般选择连接烷基最多的碳原子作为母体甲烷系统命名法;支链烷烃的命名与普通命名法相同,支链看作是直链烷烃的烷基衍生物3.★系统命名法:若主链上有几种取代基时,应按“次序规则”,较优基团后列出。

4.★s键特点:1)s键存在于含有共价键的有机分子中,且在分子中可以单独存在;2)s键在成键轨道方向的直线上相互交盖而成,交盖程度较大,故s 键的键能较大;3)可极化性较小,可以沿键轴自由旋转而不易被破坏。

4) Sp3杂化轨道的键角为109.5°,所以碳链的键角也保持接近于109.5°。

5.拜尔张力学说要点①.形成环的碳原子都在同一平面上,并排成正多边形。

②.正常C-C键之间夹角为109.5°,环中C-C键之间夹角为了保持109.5°,环中的键角要扩张或压缩,从而产生张力。

③.键角变形程度越大,张力越大。

④.张力使环的稳定性降低,张力越大,环的反应性越大。

★从环丁烷开始,组成环的碳原子均不在同一平面上.6.★环烷烃的稳定性:▪环的张力越小,相应的环烷烃越稳定。

▪环己烷>环戊烷>环丁烷>环丙烷▪环戊烷、环己烷偏转角度最小,也最稳定。

▪ b.环丙烷的键角偏转大于环丁烷,因此环丙烷反应活性大于环丁烷。

7.环己烷的构象有椅式和船式两种.其中椅式有6个直立键:3个朝上,3个朝下。

都叫a键;6个平伏键:3个朝上,3个朝下。

都叫e键,与直立键成109.5①.椅式是环己烷的最稳定的构象,在各种构象的平衡混合物中,椅式占99.9%。

因为在椅式构象中,相邻两个碳原子上C-H键都处于交叉式。

四种张力能为零。

②.室温下环己烷分子由于热运动,可以从一个椅式经过环的翻转,成为另一个椅式构象。

8.★一取代环己烷最稳定构象是取代基在e键上。

当取代基连在a键时,取代基与相邻碳原子的碳架处于邻位交叉位置,即两个较大基团处于邻位交叉。

★取代基越大,它处于e键的构象越稳定:★对于1, 2取代反式较顺式稳定。

★对于1,3取代顺式较反式稳定9.1.烷烃▪存在状态:室温下,1~4个C的烷烃为气体,5~16个C的烷烃为液体,大于16个C的烷烃为固体。

▪熔沸点:随分子量的增大而升高。

▪同分异构体中,支链多的沸点低。

同分异构体中,分子越对称,熔点越高。

▪比重:小于水,随分子量的增加而升高。

▪极性:非极性或弱极性,不溶于水及强极性溶剂中,可溶于氯仿、乙醚、四氯化碳等溶剂中(相似相溶)。

2.环烷烃同烷烃相似,不溶于水,比重比水小,沸点比相应烷烃略高。

10.各种氢卤化反应的相对反应活性叔氢>仲氢>伯氢不同卤素的反应活性氟>氯>溴>碘不同卤素的反应选择性碘>溴>氯>氟一般情况下选择性越大,试剂的相对活性越低11.异构化反应直链烷烃异构化称为带支链的烷烃,提高汽油的辛烷值。

裂化反应热裂化和催化裂化。

提高汽油、柴油等的产量和质量。

在更高温度下进行的深度裂化,称为裂解。

裂解目的为了获得低级烯烃等化工原料。

第三章不饱和烃:烯烃和炔烃1.烯烃与单环环烷烃互为构造异构体2.炔烃的叁键中的sp杂化轨道含较多的s成分,电子离核比较近,不易给出电子,因此不象烯烃那样,易受亲电试剂的进攻。

所以炔烃进行亲电加成的反应速度不如烯烃进行亲电加成的反应速度快。

3.π键特性1)π键是较弱的共价键,键能比s键低,易断裂;2)不能自由旋转。

3)π键的极化度大,具有较大的流动性及反应活性。

4.烯烃和炔烃的物理性质:电负性大小为:三键碳原子>双键碳原子>饱和碳原子顺式异构体为非对称分子,偶极矩不等于零,反式异构体是对称分子,偶极矩等于零。

故顺式异构体沸点略高5.炔烃分子中叁键碳上连的氢具有微弱的酸性,可以成盐、进行烷基化6.★烯烃的催化加氢是顺式加成.炔烃催化加氢,使用①.Lindlar(林德拉)催化剂Pd, CaCO3②. P-B(硼化镍)催化剂,可使反应停留在烯烃阶段,得顺式加成产物7.★催化加氢的活性,烯烃:乙烯>一取代烯>二取代烯>三取代烯>四取代烯。

炔烃:端位炔烃>二取代乙炔8.炔的亲电加成速度比烯慢,这是由反应中间体碳正离子的稳定性决定的。

炔烃加成的中间体是:烯基碳正离子,烯烃加成的中间体是:烷基碳正离子★碳正离子稳定次序为:9.与烯烃和炔烃进行加成反应,第四章二烯烃共轭体系共振论1共轭效应:在共轭体系中,原子间发生相互影响,使体系能量降低,稳定性增大的效应。

共轭效应的本质:电子离开原来轨道发生离域。

2.共轭效应特点:①构成共轭体系的原子必须在同一平面内②共轭效应在共轭链上产生电荷正负交替现象③共轭效应的传递不因链的增长而明显减弱。

3.σ-p超共轭σ轨道与p轨道组成4.σ-π超共轭σ轨道与π轨道组成5.稳定性参与超共轭的C-Hσ键越多,超共轭效应越强。

6.每个极限结构代表电子离域的限度。

一个分子的极限结构式越多,电子离域的可能性越大,体系的能量也越低,分子越稳定。

能量最低的极限结构与共振杂化体之间的能量差,称为共振能,其等于离域能或共轭能。

7.不同极限结构对共振杂化体的贡献规则(见p127):①共价键数目相等的极限结构,对共振杂化体的贡献相同。

②共价键多的极限结构比共价键少的极限结构更稳定,对共振杂化体的贡献更大。

③含电荷分离的极限结构不如没有电荷分离的极限结构贡献大。

④键角和键长变形较大的极限结构,对共振杂化体的贡献小。

8.共振式书写必须遵循的基本原则1)极限结构式要符合价键理论和lewis结构理论2)共振式中,只有电子排列不同,原子排列完全相同。

3)共振式中,配对的电子数和未配对的电子数应是相等的。

4)中性分子也可表示为电荷分离式,但电子的转移要与原子的电负性吻合。

9.顺式加成:共轭二烯是在平面的一方加上去,加成产物仍保持双烯体和亲双烯体原来的构型。

第五章芳烃芳香烃1.比较容易进行取代反应,不易进行加成和氧化反应2.易取代,不易加成,不能使溴水和高锰酸钾溶液褪色,不易氧化。

3.芳香性化合物具有如下共同性质:芳香化合物是环状化合物,比相应的开链化合物稳定,环不易破坏。

芳香化合物虽是高度不饱和的,但它们易与亲电试剂发生取代反应,而不易发生加成。

芳香化合物是环状的平面的(或近似平面)分子,为一闭合的共轭体系。

4.休克尔规律:一个具有同平面的、环状闭合共轭体系的单环烯,只有当它的π电子数为4m+2时,才具有芳香性。

4m+2 m = 0,1,2,3‥‥‥当4m+2 = 2,6,10,14‥‥‥有芳香性注意:m不能趋于无穷大结构特点:环中所有碳原子在一个平面,形成环状共轭体系。

且当环中π电子数符和4m+2时,此化合物具有芳香性。

第六章立体化学1.手性:手性是指实物和镜象不能叠合的一种性质对映异构和对映异构体:具有手性,实物和镜象不能叠合而引起的异构就是对映异构。

实物和镜象是一对对映体。

对映异构体是两种不同的化合物,化学性质、物理性质相同,对偏振光反映不同。

分别可使偏振光向左旋或右旋手性碳原子:中心碳原子连的四个原子基团不同,这个中间碳原子叫手性碳原子或不对称碳原子。

对称面( ):若有一个平面,能将分子切成两部分,一部分正好是另一部分的镜象,这个平面就是这个分子的对称面。

对称中心( i):分子中有一点P,以分子任何一点与其连线,都能在延长线上找到自己的镜象,则P点为该分子的对称中心。

内消旋体:有对称面,无对映异构体,无旋光性,称为内消旋体。

2.具有手性的分子,有对映异构体,有旋光性。

对映异构体手性条件下(手性试剂、手性溶剂、手性催化剂存在下)左旋、右旋的物理性质和化学性质相差较大。

外消旋体是等量左旋体和右旋体混合而成,同左旋或右旋的物理性质有差别,但化学性质相同3.费歇投影式规定:一般将碳链放在竖直方向,将碳链中编号为1的放在竖线上方;手性碳在纸面上,竖线在纸面下,横线在纸面上方。

4.Fischer投影式规则:①不能离开纸面翻转。

②不能在纸面上转90°或270°。

③可在纸面上转180°或在纸面上平移。

将Fischer投影式中任意两个原子或原子团对调,则由R转为S;将Fischer投影式中三个原子或原子团按一定方向依次轮换位置,化合物构型不变。

5.由构象引起的对映异构体可不考虑,将环作为一个平面对待。

若找出一个构象有对称面或有对称中心,可认为它无手性。

构象分析可用来分析异构体的稳定性6.由构象引起的对映异构体可不考虑,将环作为一个平面对待。

若找出一个构象有对称面或有对称中心,可认为它无手性。

构象分析可用来分析异构体的稳定性第七章卤代烃1.亲核试剂:带有负电荷或未共用电子的试剂,称为亲核试剂2.叔卤代烷一般按SN1反应。

仲卤一般按SN1、SN2反应。

伯卤一般按SN2反应。

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