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§1-2 现代共价键理论
一、原子轨道和化学键
2. 价键法（VB法） • 1927年Heiter和London提出处理化学键的量子力学方法， 后来经过Pauling等进一步完善。 • 价键法（VB法），又称为电子配对法 。基本要点： (1) 形成共价键的两个原子均具有未成对电子，并且自旋 方向相反；每一对电子形成一个共价键。 (2) 原子价数：原子的未成对电子数。 (3) 共价键具有饱和性。 (4) 共价键具有方向性。 。 (5) 能量相近的轨道可进行杂化，形成能量相等的杂化轨 道。
（二茂铁结构）(1973)Βιβλιοθήκη 10§1-1 有机化学发展概况
二、有机化学的发展概况
3. 有机结构理论和反应机理 • 1945-1969, J. W. Cornforth, V. Prelog立体化学(1975) • 1951-1971, 福井谦一, R. Hoffmann化学反应过程理论
(1981) • 1967, E. J. Corey有机合成理论 (1990) • 1962-现在, G. A. Olah碳正离子化学(1994) • 1987-现在, A. H. Zewail飞秒化学(1999)
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§1-2 现代共价键理论 二、分子轨道理论
ψ1 = φ 1 + φ2
ψ
ψ2= φ 1 φ2
“+”与“ ”表示波的位相
反键轨道
ψ2 = φ 1 φ2
φ1
φ2
能量
ψ1 = φ 1 + φ2
成键轨道
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§1-2 现代共价键理论 二、分子轨道理论
节面
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§1-2 现代共价键理论 二、分子轨道理论
2pZ,A 原子轨道
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§1-2 现代共价键理论 一、原子轨道和化学键
2. 价键法（VB法）
+
1s
1s
分子轨道
2p 1s +
2p
1s
+
氢分子
2p + 1s
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§1-2 现代共价键理论
二、分子轨道理论
分子轨道理论
• 分子轨道理论：是以“形成共价键的电子是分布在整个分子之 中”的离域观点为出发点的。价键理论：是以“形成共价键的 电子只处于形成共价键两原子之间”的定域观点为出发点的。
学
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§1-2 现代共价键理论
一、原子轨道和化学键
1. 原子轨道和电子云 • 共价键由成键电子所在原子轨道重叠形成。 • 原子轨道（φ）：电子在原子核外空间运动状态函数。 • 电子云（φ2） ：电子在核外空间运动出现的几率密度。 • s轨道围绕原子核呈球形对称，p轨道呈哑铃形。 • 原子轨道图中“+”、“-”表示波函数位相，并不代表 电荷。 • 原子轨道中电子排布遵守Pauli不相容原理，能量最低原 理，Hund规则。
8
9
§1-1 有机化学发展概况
二、有机化学的发展概况
3. 有机结构理论和反应机理 • 1885, A von Baeyer张力学说(1905) • 1930-1933, L. C. Pauling(1954) • 1964, R. S. Mulliken分子轨道理论(1966) • 1934-1960, O. Hassel构象分析(1969) • 1951-1953, E. O. Fischer和G. Wilkinson金属有机化学
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§1-1 有机化学发展概况
三、有机化学的发展趋势
1. 其他学科对有机化学的渗透和应用 • 数学、物理方法的渗透和应用：光谱技术，量子有机
化学，理论有机化学 • 计算机的应用：分子设计，组合化学与高通量筛选 • 生物学的渗透和应用：结构生物学，化学生物学，蛋
白质工程，人类基因组工程 2. 有机化学的广泛应用：医药科学、材料科学、环境科
• 分子轨道即分子中价电子的运动状态，可用波函数ψ来描述。 分子轨道理论的基本要点：
（1）分子轨道是由原子轨道通过线性组合而成； （2）组合前后的轨道数守恒：即有几个原子轨道就可以组合 成几个分子轨道。
（3）原子轨道组合成分子轨道遵守最大重叠原则，能量近似 原则，对称性匹配原则。
（4）电子在分子轨道中的排布与原子中电子在核外排布类似。
(1915) • 1912, F. Pregl有机化合物微量分析方法(1923) • 1901-1903, A Windaus甾体化合物的结构和与维生素D的关系
(1928) • 1924-1940, R. Robinson生物碱、青霉素结构 （1947） • 1948-1956, D. C. Hodgkin维生素B12结构(1964) • 1953, F. Sanger蛋白质结构(1958) • 1953, J. D. Watson和 F. H. C. Crick发现DNA双螺旋结构(1962)
3. 合成方法：以应用为目的。
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§1-1 有机化学发展概况 二、有机化学的发展概况
从历史角度，有机化学发展经历了天然有机 物的分离和鉴定，有机物的合成，有机反应机理 的揭示三个阶段。
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§1-1 有机化学发展概况
二、有机化学的发展概况
1. 天然有机化合物的分离和结构 • 1884-1901, Otto Wallach萜类化合物的发现和结构(1910) • 1910-1914, R.M. Willstatter生物碱、醌类、色素（叶绿素）
高等有机化学 电子教案
胡春
1
高等有机化学
高等有机化学
物理有机化学 有机立体化学 有机合成化学
2
高等有机化学
第1章 概论 第2章 立体化学 第3章 有机反应总论 第4章 饱和碳原子的亲核取代反应 第5章 烯烃的加成反应 第6章 消除反应 第7章 芳香性
3
高等有机化学
第8章 芳香亲电取代反应 第9章 羰基的加成反应及相关反应 第10章 分子重排反应 第11章 协同反应 第12章 自由基反应 第13章 有机光化学
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第一章 概论
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§1-1 有机化学发展概况
一、有机化学的研究范畴
1. 结构：包括聚集态结构、分子几何结构（原子、 基团的连接次序、方式和三维空间排列）及电 子结构（原子间或分子间的相互作用）三个方 面。从多个层次上认识化学键的本质。
2. 性质：有机化合物发生化学变化时结构变化、 能量变化和反应的深度和广度问题，包括热力 学、动力学、立体化学等。
2pZ,B
分
2px
反键
子
轨
道
2px 成键
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§1-3 结构和性能 一、取代基效应