现代物理有机化学

（完整版）化学高中有机化学物理性质

一、有机代表物质的物理性质

1. 状态

固态：饱和高级脂肪酸、脂肪、TNT、萘、苯酚、葡萄糖、果糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、醋酸(16.6℃以下)

气态：C4以下的烷烃、烯烃、炔烃、甲醛、一氯甲烷

液态：油状: 硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、油酸

粘稠状: 石油、乙二醇、丙三醇

2. 气味

无味：甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味)

稍有气味：乙烯特殊气味：苯及同系物、萘、石油、苯酚

刺激性：甲醛、甲酸、乙酸、乙醛

甜味：乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖

香味：乙醇、低级酯苦杏仁味：硝基苯

3. 颜色

白色：葡萄糖、多糖淡黄色：TNT、不纯的硝基苯黑色或深棕色：石油

4. 密度

比水轻的：苯及苯的同系物、一氯代烃、乙醇、低级酯、汽油

比水重的：硝基苯、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4、氯仿、溴代烃、碘代烃

5. 挥发性：乙醇、乙醛、乙酸

6. 升华性：萘、蒽

7. 水溶性：不溶：高级脂肪酸、酯、硝基苯、溴苯、烷烃、烯烃、炔烃、苯及同系物、萘、蒽、石油、卤代烃、TNT、氯仿、CCl4 能溶：苯酚(0℃时是微溶) 微溶：乙炔、苯甲酸

易溶：甲醛、乙酸、乙二醇、苯磺酸

与水混溶：乙醇、苯酚(70℃以上) 、乙醛、甲酸、丙三醇

二、有机物之间的类别异构关系 1. 分子组成符合CnH2n(n≥3)的类别异构体: 烯烃和环烷烃;

2. 分子组成符合CnH2n-2(n≥4)的类别异构体: 炔烃和二烯烃;

3. 分子组成符合CnH2n+2O(n≥3)的类别异构体: 饱和一元醇和饱和醚;

4. 分子组成符合CnH2nO(n≥3)的类别异构体: 饱和一元醛和饱和一元酮;

5. 分子组成符合CnH2nO2(n≥2)的类别异构体: 饱和一元羧酸和饱和一元酯;

6. 分子组成符合CnH2n-6O(n≥7)的类别异构体: 苯酚的同系物,芳香醇及芳香醚;

如n=7,有以下五种: 邻甲苯酚,间甲苯酚,对甲苯酚;苯甲醇;苯甲醚.

第八章 现代物理实验方法在有机化学中的应用

1．指出下列化合物能量最低的电子跃迁的类型。

答案：

⑴. π-π* ⑵．n-σ* ⑶．n-π* ⑷． n-σ* ⑸. п-п*

2．按紫外吸收波长长短的顺序，排列下列各组化合物。

⑴.

⑵．CH3-CH=CH-CH=CH2 CH2=CH-CH=CH2 CH2=CH2

(3)．CH3I CH3Br CH3Cl

⑷．

⑸. 反-1,2-二苯乙烯 顺-1,2-二苯乙烯

答案：

⑴以环己酮为基准，添加共轭双键及增加助色基都使UV吸收产生红移。

⑵以乙烯为基准，添加共轭双键及增加助色基都使UV吸收产生红移。

CH3-CH=CH-CH=CH2>CH2=CH-CH=CH2>CH2=CH2

⑶杂原子的原子半径增大，化合物的电离能降低，吸收带波长红移。n ® s*

CH3I>CH3Br>CH3Cl

⑷以苯环为基准，硝基苯增加p-p共轭，氯苯增加p-p共轭，UV吸收红移。

⑸反式异构体的共轭程度比顺式异构体更大。

反-1,2-二苯乙烯>顺-1,2-二苯乙烯

3.指出哪些化合物可在近紫外区产生吸收带.

(1) (2)CH3CH2OCH(CH3)2 (3) CH3CH2C≡CH (4) (5) CH2=C=O (6).CH2=CH-CH=CH-CH3

答案：

可在近紫外区产生吸收带的化合物是⑷,⑸,⑹。

4、图8-32和图8-33分别是乙酸乙酯和1-己烯的红外光谱图,试识别各图的主要吸收峰:

答案：

图8-32己酸乙酯的IR图的主要吸收峰是：①.2870-2960cm-1为-CH3,>CH2的VC-H碳氢键伸缩振动。②.1730cm-1为VC=O羰基伸缩振动。③.1380cm-1是-CH3的C-H弯曲振动。④.1025cm-1,1050CM-1为VC-O-C伸缩振动。

现代酸碱理论在有机化学中的应用

摘要 简要介绍现代酸碱理论的建立及其基本概念。现代酸碱理论包括了BrnstedLowry酸碱理论、Lewis酸碱理论、HSAB理论和超酸理论。举例介绍了与物理有机化学、有机合成、有机催化等领域相关的现代酸碱理论的广泛应用。

关键词 现代酸碱理论 有机化学 超酸理论 酸碱反应 有机合成

现代酸碱理论是指20世纪以后产生的、从本质上认识酸碱的、具有普适意义的无机化学理论。从广义的角度看,除了协同反应和自由基反应外,有机化合物及其衍生物间的化学反应均可看成是酸碱反应。因此,现代酸碱理论被广泛地应用于有机化学的各个方面。现代酸碱理论成为了用无机化学经典理论来研究有机化学反应机理以及反应活性中间体、选择高效绿色催化剂和指导有机合成的重要依据和工具。

1 现代酸碱理论的建立及其基本概念

现代酸碱理论的建立是一个从现象到本质、从感性到理性、从片面到全面的过程。其反映了化学家探索未知世界、从事科学研究的方法和态度。对各种现代酸碱概念的理解是进一步了解其在有机化学中应用的基础。

1.1 BrnstedLowry酸碱理论

1923年丹麦化学家J.N.Brnsted和英国化学家T.M.Lowry在近代酸碱理论的基础上,几乎同时并独立地提出了酸碱质子理论,该理论因此又称为BrnstedLowry酸碱理论。

BrnstedLowry酸碱定义为:酸是质子的给予体(即任何能释放出质子的含有氢原子的分子或离子都是酸);碱是质子的接受体(即任何能与质子相结合的分子或离子都是碱)。酸给出质子后生成的碱是这种酸的共轭碱;碱接受质子后生成的酸是这种碱的共轭酸。例如:

BrnstedLowry酸碱理论扩充了酸和碱的范围,有效地解释了非水体系间的酸碱反应。但该理论也有其局限性,它无法解释无质子传递的酸碱反应。

1.2 Lewis酸碱理论

1923年美国化学家G.N.Lewis提出了酸碱电子理论,该理论又称为Lewis酸碱理论。

21世纪物理有机化学的发展与展望

摘要：本文论述了当前物理有机化学各个主要领域的研究工作，指出物理有机化学是相当重要的基础学科。并且对21世纪的物理有机化学作出了展望。

关键词：物理有机化学、进展。

1、前言

物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学问题的科学, 是一门涉及有机合成化学、金属有机化学、生物有机化学、高分子化学、超分子化学、有机光化学、药物化学和计算化学的学科。它研究有机化学反应为什么发生和如何发生, 从中找出规律, 指导设计、合成新的物种, 预见和发现新的有机化学现象。

物理有机化学的研究主要涉及三个方面:

(1) 有机化合物的结构与性能的关系

现代光谱、波谱和显微技术的发展为表征分子结构提供了基础。化合物的结构决定着性能, 包括化学反应性(立体效应、电子效应、溶剂效应)、物理性能(光、电、磁性能)、生命功能等。

(2)反应机理和活泼中间体

时间分辨技术(时间分辨电子光谱、红外光谱和拉曼光谱、NMR、ESR、X 衍射) 的发展和普及, 为研究化学反应的全过程提供了手段, 对原有的各种反应机理和活泼中间体(协同反应、自由基反应、离子型反应、卡宾反应、金属络合物、叶立德反应、电子转移反应等) 的认识将继续发展。计算化学在确定分子结构和反应机理方面有着实验不可替代的作用。

(3)分子间弱相互作用和超分子化学

包括基元结构的设计和合成、分子间弱相互作用的加和与协同产生的方向性和选择性、分子组装和分子识别、超分子的结构和表征、超分子体系的信息功能和用途等问题, 为物理有机化学创造了新的机遇。

2、21世纪物理有机化学的发展及展望

和二十世纪的物理有机化学相比，现在的物理有机化学是从更广泛、更深刻的视角看待结构/活性关系和反应中间体、反应机理的研究，把研究的对象从简单的有机分子和均相溶液中的有机化学反应扩展到包括生物大分子、材料大分子和分子聚合物中的反应，扩展到分子间弱相互作用的研究。有机合成和物理有机化学是有机化学的经和纬。与有机化学相关的所有领域，包括金属有机化学、有机材料学、高分子化学、生物有机化学、化学生物学、超分子化学、有机光化学、药物化学、计算化学等，都要用到物理有机化学的理论和方法。因此，物理有机化学是化学中涉及最广的分支科学。它不仅有他自己的研究方法，也利用全部物理有机化学的研究方法进行研究工作。它利用全部的有机合成化学的方法设计和合成新的分子并研究其性质。