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奥林匹克化学竞赛辅导讲座有机化学部分.ppt
b.对原子团来说,首先比较第一个原子的原 子序数,如相同时则再比较第二、第三, 以此类推。
H
HO HC
C
H Cl C CH
H CC
C
H H
H
C HH
c. 如果基团含有双键或三键时,则当作两个或三个 单键看待,认为连有两个或三个相同原子。
CC H CN
C CH
C
N CN
N
在系统命名法中,取代基的排列顺序、顺 反构型的确定、手性化合物的绝对构型都 根据这个次序规则
2)π键由两个p轨道侧面重叠而成,重叠程度比 一般σ键小,键能小,容易发生反应。
3)π键电子云不是集中在两个原子核之间,而是 分布在上下两侧,原子核对π电子的束缚力较小, 因此π电子有较大的流动性,在外界试剂电场的 诱导下,电子云变形,导致π键被破坏而发生化 学反应。
乙炔的结构
Pz Py sp杂化,直线型结构
C
C
CC.
节点
在节面上电子云 密度为零
CC
一般写法
原子轨道组成分子轨道必须符合三个原则:
a) 对称性匹配原则 b) 原子轨道重叠部分要最大 c) 能量相近原则
3.有机化合物分子结构表示法
路易斯电子式:
凯库勒式:
结构简式:
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH(CH3)2
CH3CHCH2CH2CCH3 CH3CH2CH2OH
4, 5, 6, 7
2, 3, 4, 5*
2,3,5−三甲基−4−丙基辛烷
H3C CH2 CH CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH3
3, 4-二甲基庚烷
7
6
5
4
CH 3
2
1
H3C CH2 CH CH C3H CH CH3
CH 5'CH
3
2
CH 3
2'
CH2CH3
6' 7'
2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷
例: CH3δ+ Clδ-
键距 μ= ed e: 中心电荷 d:正负电荷中心的距离 Cl-Cl ( 键距为零)
分子的偶极距是各键的键距向量和:
μ=0
μ=0
μ=1.94D
H
HC H
H
Cl
Cl C Cl
Cl
Cl
H
C H
H
2.分子轨道理论
σ*
E
H1s σ
F2Px
二个不同的原子轨道组成分子轨道的能量关系
当两个互相平行的P轨道在侧面重叠形成分 子轨道时,如Py-Py or Pz-Pz所形成的分子 轨道称π轨道。π轨道还保留着对称面(基 面)。例:
2007年奥林匹克化学竞赛 辅导讲座---有机化学部分
第五讲有机化合物的结构和命名
一、 有机化合物的结构
1.共价键的一些基本概念
(1) 碳原子的轨道杂化:sp3、sp2、sp杂化 (2) σ键与π键 (3) 电子的离域
碳原子的价电子层结构
E
2p
2s
sp 3 杂化
sp 2 杂化
sp 杂化
碳原子的价电子层结构
2、 选取含有主官能团在内的碳链最长的取代基最多的侧 链位次最小的主链作为母体
3、 将母体化合物进行编号,使主官能团位次尽量小 4、 确定取代基位次及名称,按次序规则*给取代基列出
次序,较优基团后列出 5、按系统命名的基本格式写出化合物名称
*次序规则:
a.原子按原子序数的大小排列,同位数按原子 量大小次序排列 I,Br,Cl,S,P,O,N,C,D,H
Cl OH3-羟基-4-氯环己甲酸ClO键线式:
二、有机化合物的分类
1.按碳架
2. 按官能团
化合物类别官能团名称(结构)举例 烯烃碳碳双键C=C 炔烃碳碳三键 卤代烃卤素F, Cl, Br, I 醇及酚羟基-OH 硫醇及硫酚巯基-SH 醚键-O 硫醚键-S-
醛基-CHO 酮基(羰基)-CO 羧酸基-COOH 羧酸衍生物: 酯、酰卤、酸酐、酰胺 氨基-NH2 硝基化合物-NO2 磺酸基-SO3H
3. 两种分类法结合运用
OH
环己醇
CH2OH
O CHO
苯甲醇
-呋喃甲醛
三、有机化合物的命名
1.开链烃及其衍生物(含氧、氮、卤素)的命名 2.环状化合物(包括单环脂烃、芳香烃,几个杂环
化合物的母核)及其衍生物的命名 3.顺反异构体及光学异构体的构型标记和命名
系统命名法
1、 按官能团的优先次序来确定分子所属的主官能团类 -COOH、-SO3H、-COOR、-COX、 -CONH2、-CN、-CHO、-COR、-OH、 -SH、-NH2、 -OR、C≡C、C=C、R 、
碳原子的杂化
sp3杂化轨道电子云分布示意图
Sp2杂化示意图
乙烯中键的形成
键和键
键可以绕键的对称轴旋转,其键不会发生断裂,旋转时所需 的能量很少,故烷烃的构象丰富多彩。
π键的特点
1)π键没有轴对称,因此以双键相连的两个原子 之间不能再以C-C σ键为轴自由旋转,如果吸收一 定的能量,克服 p 轨道的结合力,才能围绕碳碳 σ键旋转,结果使π键破坏。
双键化合物的Z/E命名法
单脂环化合物的顺反(cis/trans)命名法
旋光化合物(含1个、2个手性碳化合物) 的R/S标记及其命名
有机化合物系统命名的基本格式
构型 +
取代基
+
R, S; D, L; Z, E; 顺 反
取代基位置号 + 个数 + 名称
(有多个取代基时,中文按顺 序规则确定次序,小的在前; 英文按英文字母顺序排列)
苯分子中六个碳原子都以sp2杂化相互成键
键的参数
(1) 键长 (2) 键角 (3) 键能 (4) 偶极矩
键的类型 碳-碳单键 碳-碳单键 碳-碳单键
碳-氢键
键长 (pm) 154 132 120 110
键能 (kJ/mol) 347.3 601.9 836.8 104
键的极性---偶极矩
H
CH3 H
CH3
CH3
CH2
C
C
CH2
(3R, 4S) 3, 4二 甲基 己烷
母体
官能团位置 号 + 名称
(没有官能 团时不涉及 位置号)
CH3
构型
取代基 位置号
取代基 取代基 个数 名称
母体 名称
1234
5
6 78
8765
4
3 21
CH3CH2CH2CH CH CH CHCH3
CH3 6CH2 CH3 CH3 7CH2 8CH3
Cl
2-甲基-6-氯庚烷
顺-1,3-二甲基环己庚烷
CH3CH=CHCH2CH2OH 3-戊烯-1-醇
(CH3)3CCH2CH2CHCH3 OH
5,5-二甲基-2-己醇 CH2OH
HOCH2CH2CHCH2CH2CH2CH2OH
3-羟甲基-1,7-庚二醇
CH3CHCH 2CH2CH2CHO OH 5-羟基己醛 COOH