第一章 有机化学绪论
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第一节有机化合物和有机化学有机化学是化学的一个分支,它是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法学的科学。
有机化合物的主要特征是含有碳原子,即都是含碳化合物,因此有机化学就是研究碳化合物的化学。
但少数碳的氧化物(如二氧化碳、碳酸盐等)和氰化合物(如氢氰酸、硫氰酸等),仍归属无机化合物范畴。
一、有机化学的发展有机化学作为一门科学是在十九世纪产生的,但有机化合物在生活中和生产中的应用由来已久。
最初是从天然产物中提取有效成分。
例如:从植物中提取染料、药物、香料等。
在十八世纪末,已经得到了许多纯粹的化合物如酒石酸、柠檬酸、乳酸、尿素等。
这些化合物有许多共同性质,但与当时从矿物来源得到的化合物相比,则有明显的区别。
在十九世纪初曾认为这些化合物是在生命力的作用下生成的,有别于从无生命中的矿物中得到的化合物。
因此叫做有机化合物,后者叫做无机物。
有机化合物早期的定义是“来自有生命机体的物质内”简称“有机物”。
这是因为,在化学发展的前期,无机物被大量合成,而有机物只能从动植物体获得。
如1769年从葡萄汁中取得纯的酒石酸;1773年从尿中取得尿素;1780年从酸奶中取得乳酸;1805年从鸦片中取得吗啡等。
因此,人们认为有机物是与生命现象密切相关的,是生物体内一种特殊的、神秘的“生命力”作用下产生的,只能从生物体内得到,不能人工合成。
这就是瑞典化学权威Berzelius为代表的“生命力”学说的观点。
由于人们认识局限性和对权威的迷信,“生命力”学说统治化学界达半个世纪之久,严重阻碍了有机化学的发展。
1828年德国化学家韦勒(F.W hler)将氰酸铵的水溶液加热得到了尿素:氰酸铵可以从无机物NH4Cl和氰酸钾(或银)反应生成。
此后,许多化学家也在实验室用简单的无机物做为原料,成功地合成了许多其他有机物。
如1845年colbe合成了醋酸;1854年Berthelot合成了油脂类物质等。
在大量的科学事实面前,化学家摒弃了“生命力”学说,加强了有机化合物的人工合成实践,促进了这门科学的发展。
有机化学知识点第⼀章绪论⼀、有机化合物定义:碳氢化合物及其衍⽣物。
但是有局限性,如:NaHCO3、H2CO3、HCN是⽆机物;CCl4、:CCl2是有机物。
⼆、共价键的种类和特点键的极化:由于外加电场作⽤⽽使共价键极性发⽣改变的现象。
键的极化度:共价键发⽣极化的难易程度。
三、共价键的键参数1.键长:成键的2个原⼦原⼦核之间的距离。
常⽤单位为pm、nm。
(1pm=1×10-12m,1nm=1×10-10m)2.键⾓:分⼦中1个原⼦与另外2个原⼦形成的共价键之间的夹⾓。
单位为°。
3.键能:AB键的离解能是指当以共价键结合的双原⼦分⼦AB(⽓态)断裂成A原⼦和B 原⼦(⽓态)时,所吸收的能量。
双原⼦分⼦——键的离解能就是其键能;多原⼦分⼦——键能是同类型键的离解能的平均值。
4.键的极性:2个相同原⼦形成的共价键,没有极性,为⾮极性共价键;2个不同原⼦形成的共价键,由于原⼦的电负性不同,电⼦云靠近电负性较⼤的原⼦⼀端,使其带部分负电荷,⽽电负性较⼩的原⼦⼀端带部分正电荷,从⽽使共价键具有极性,为极性共价键。
电负性之差∝键的极性。
共价键的极性⼤⼩⽤偶极距(µ)表⽰,µ既有⼤⼩,⼜有⽅向(由正指向负)。
µ∝键的极性。
分⼦的极性既与共价键的极性有关,也与分⼦的结构有关。
四、同分异构现象分⼦式相同,但是结构不同,从⽽性质不同的现象。
五、有机化合物的分类1.按碳链结合⽅式分类1)开链化合物(⼜称为脂肪族化合物)2)碳环化合物(根据碳环中碳原⼦的成键⽅式不同,⼜可分为脂环族化合物和芳⾹族化合物)3)杂环化合物(环中的⾮碳原⼦称为杂原⼦)2.按官能团分类官能团——分⼦中⽐较容易发⽣反应的原⼦或原⼦团六、有机化合物的表⽰⽅法(了解) 1.结构式 2.结构简式 3.键线式七、有机化合物的反应类型1.按反应历程分类1)游离基反应(⼜称为⾃由基反应,共价键发⽣均裂)2)离⼦型反应(共价键发⽣异裂)2.按反应历程分类1)取代反应(分⼦中的原⼦或原⼦团被其他原⼦或原⼦代替的反应)2)加成反应(有机物与另⼀种物质作⽤⽣成1种产物的反应)3)聚合反应(由低分⼦结合成⾼分⼦的反应)4)消除反应(从1个有机物分⼦中消去1个简单分⼦⽽⽣成不饱和化合物的反应)5)重排反应(有机物因为⾃⾝稳定性差,在⼀定因素影响下,分⼦中的某些基团发⽣转移或分⼦中碳⾻架发⽣改变的反应)第⼆章饱和烃⼀、碳原⼦杂化轨道的类型⼆、有机物中C的杂化类型与共价键的构成三、烷烃(通式为C n H 2n +2,n≥1;官能团为C -C 键)1.同分异构现象 1)碳链异构2)构象异构(属于⽴体异构)2.烷烃分⼦中的碳氢原⼦的类型☆碳原⼦ 1)伯碳原⼦(只与1个碳直接相连的碳原⼦)2)仲碳原⼦(与2个碳直接相连的碳原⼦)3)叔碳原⼦(与3个碳直接相连的碳原⼦)4)季碳原⼦(与4个碳直接相连的碳原⼦)☆氢原⼦ 1)伯氢原⼦(伯碳原⼦上的氢原⼦)2)仲氢原⼦(仲碳原⼦上的氢原⼦)3)叔氢原⼦(叔碳原⼦上的氢原⼦)3.烷烃的命名 1)普通命名法(适⽤于结构简单的烷烃)碳原⼦数≤10C 的⽤“天⼲+烷”;>10C 的⽤ “中⽂数字+烷”;为区分异构体使⽤“正)、新()”。
第1章绪论一、有机化学和有机化合物人类对有机化合物(organic compound)的认识,最初主要基于实用的目的。
例如,用谷物酿酒和食醋;从植物中提取染料、香料和药物等。
到18世纪末,已经得到了一系列纯粹的化合物,例如酒石酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸等。
这些从动植物来源得到的化合物具有许多共同的性质,但与当时从矿物来源得到的化合物相比,则有明显的区别。
由于受到生产力水平的限制,在18世纪末到19世纪初,曾认为这些化合物是由动植物有机体内的“生命力”影响而形成的,故有别于从没有生命的矿物中得到的化合物。
将前者称为有机化合物,后者称为无机化合物。
“生命力”学说曾一度阻碍了有机化学的发展,尤其是减缓了有机合成的前进步伐。
给予“生命力”学说的第一次沉重打击是1928年德国年轻的化学家乌勒(Friedrich Wöhler,1802~1882)首次从无机化合物氰酸铵合成了有机化合物尿素,这也是有机合成的开端。
NH4OCN-→NH2CONH2氰酸铵尿素尿素的人工合成,突破了无机化合物与有机化合物之间的绝对界限,不仅动摇了“生命力”学说的基础,开创了有机合成的道路,而且启迪了人们的哲学思想,有助于生命科学的发展。
德国化学家拜尔(Adolf von Beyer,1835~1917)与他人合作,1870年首次合成了靛蓝。
由于他对靛蓝及其衍生物的深入研究而荣获1905年诺贝尔化学奖。
与此同时,人们又合成了大量的有机化合物。
至此,“生命力”学说彻底破产了。
此后,人们还合成了成千上万种与日常生活密切相关的染料、药品、香料、炸药等有机物。
在一个“老的自然界”旁,再放上一个远远超过它的“新的自然界”。
这也是为什么要将有机化学(organic chemistry)单独作为一个化学分支的原因之一。
因此,有机化学是直到18世纪末才开始发展起来的一门科学。
在19世纪初期,由于测定物质组成的方法的建立和发展,在测定许多有机化合物的组成时发现,它们都含有碳,是碳的化合物。
第一章 绪论 一、选择
1. 首次利用无机物合成尿素的科学家是( )。
A. 柏则里
B. 魏勒
C. 路易斯
D. 克莱门森 2. 下列路易斯结构错误的是( )。
A.
H 3C
C
B.
H 3C
CH
C.
H 3C
2 D.
N O
O 3. 根据路易斯结构, CO 分子中氧原子带有( )。
A . 正电荷 B. 负电荷 C. 不带电荷 D. 带未成对电子 4. 下列化合物的路易斯结构式出现正负电荷分离情况的是( )。
A. CO B. H 2O C. CH 2=CH 2 D. CH 3OH 5. 下列离子碱性最强的是( )。
A. F -
B. Cl -
C. Br -
D. I - 6. 下列化合物中含sp 2和sp 3杂化碳原子的是( )。
A. CH 2=CHCH 3
B. 乙炔
C. CH 2=CH-CH=CH 2
D. H 2C=C=CH 2 7. 下列化合物酸性最强的是( )。
A. HF
B. HCl
C. HBr
D. HI 8. 碳原子sp 2杂化轨道间的夹角是( )。
A. 90o B. 109.5o C. 120o D.180o 9. 共价键异裂产生( )。
A. 自由基
B. 碳正离子
C. 碳负离子
D. B 或C 10. 共价键均裂产生
A .正离子 B. 负离子 C.自由基 D.稳定的分子 11. 属于非极性分子的是( )。
A. CH 3Cl
B. CH 2Cl 2
C. CHCl 3
D. CCl 4 12. 下列化合物极性最大的是( )。
A. CCl 4
B. CH 4
C. CH 2=CH 2 D . CH 3Cl 13. 下列化合物属于路易斯酸的是( )。
A. NH 3
B. AlCl 3
C. CH 3CH 2O -
D. CH 3OCH 3 14. 属于路易斯碱的是( )。
A. AlCl 3
B. BF 3
C. FeCl 3
D. CH 3OCH 3
15. 下列化合物中所有碳原子均采取SP 2杂化的是( )。
A. CH 2=CHCH 3
B. 乙炔
C. CH 2=CH-CH=CH 2
D. H 2C=C=CH 2 16. 按共价键断裂方式的不同,有机反应类型可分为( )。
A .自由基反应和离子型反应 B.自由基反应和亲电反应 C.离子型反应和亲电反应 D. 离子型反应和亲核反应
17. 所有碳原子处于同一平面的分子是( )。
A.
CH 3CH=CHCH 2CH 3C H 2CH C CH C H 2CH CH 2CH 3CH 2CH
3A. B.C. D. B. 3CH=CHCH 2CH 3C H 2CH C CH C
H 2CH CH 2CH
3CH 2CH 3A. B.C. D. C.
3CH=CHCH 2CH 3
C H 2CH
C
CH C H 2CH CH 2CH 3CH 2CH 3
A.
B.C. D.
D.
3CH=CHCH 2CH 3
C H 2CH C
CH
C H 2CH CH 2CH 3CH 2CH 3A. B.C. D.
18. 下列碳原子的杂化状态仅为sp 2的化合物是( )。
A.
A
B C D E
CH 3CH CH 2C CH
CH CH 2
B.
B
C D E CH 3CH CH 2C CH CH CH 2 C.
B C D E CH 3CH
CH 2C CH CH CH 2 D.
B
C
D E CH 3CH CH 2
C CH
CH CH 2
19. 下列化合物属于非极性分子的是( )。
A.
CH 3CH 2
OH C H 3O CH 3
C H 3
CH COOH NH 2
C C Cl
H
H Cl
A. B.
C. D. B.
H CH 2OH C H 3O CH 3C H 3CH COOH NH 2C C
Cl H H Cl A.
B.C. D. C.
H 3CH 2
OH
C H 3O CH 3
C H 3CH COOH 2
C C Cl
H
H Cl
A.
B.C. D. D.
H 3CH 2OH C H 3O CH 3
C H 3
CH COOH
NH 2
C C
Cl
H H A. B.C. D.
20. 具有sp 和sp 2
杂化碳原子的化合物是( )。
A. B. C. D.
二、简答
1. 下列哪个化合物能与氯负离子结合?为什么? CH 4(甲烷)AlCl 3(三氯化铝)
2. 有机化合物的反应类型有几种? 答案 一、选择
1.B
2.D
3.A
4.A
5.A
6.A
7.D
8.C
9.D 10.C 11.D 12.D 13.B 14.D 15.C 16.A 17.B 18.C 19.D 20.C 二、简答
1. 三氯化铝能与氯负离子结合。
因为三氯化铝是路易斯酸,氯负离子是路易斯碱,两者能发生酸碱中和反应。
2. 按共价键的断裂方式不同,有机反应主要分为两种类型。
一种是共价键均裂的自由基反应;另一种是共价键异裂的离子型反应。