有机立体化学（PDF X页）

2.协助队长根据《教育实习纪律、调查与总结评分标准》评定每个同学的教育实习纪律、调查与总结的成绩。书名： 中国儿童立体百科全书:欢乐的原野作者： 康琳编著出 版 社： 中国大百科全书出版社出版时间： 2010-5-1i s b n ： 9787500083535定价： ￥38.00。城镇29人，农村27人，相对其他班级，城镇学生比较多，无论是课堂还是课间，纪律相对较差，经过一年的整治，班级纪律明显好转，班风学风明显好转，部分原来不好好学习，甚至混日子的同学也已摆正了态度，学习成绩也明显上升，当然，还有极少数同学学习态度不端正，把学习当做家长的事，老师的事，应付差事，得过且过，希望引起家长重视，班内两极分化严重，严重影响着班内的整体成绩，偏科现象严重，我班的英语成绩是相对较差（认识不够，基础差），为了加强我们班级，学校给我们班安排了各学科都很强的科任教师（英语、物理、化学）。

4．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷分子是正四面体，这是因为()a．两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，nh3为sp2型杂化，而ch4是sp3型杂化b．nh3分子中氮原子形成3个杂化轨道，ch4分子中碳原子形成4个杂化轨道c．nh3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强d．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子解析：选cnh3和ch4的中心原子都是sp3杂化，故a、b错误。f．金刚石和石墨的熔点都很高，所以金刚石和石墨都是原子晶体(4)金刚石晶胞结构如右图，立方bn结构与金刚石相似，在bn晶体中，b原子周围最近的n原子所构成的立体图形为________，b原子与n原子之间共价键与配位键的数目比为________，一个晶胞中n原子数目为________。 题型构建c ( ) 题组一判断烃的空间结构1． 下列关于甲烷结构的说法中正确的是a． 甲烷的分子式是 ch4 , 5 个原子共面 b． 甲烷分子中， 碳原子和氢原子形成了 4 个不完全相同的碳氢共价键 c． 甲烷分子的空间构型属于正四面体结构 d． 甲烷中的任意三个原子都不共面 解析 甲烷分子中的 5 个原子最多 3 个原子共面， 选项 a、 d 错。

曲折地排布在空间。这是烷烃碳原子的四地排布在空间。这是烷烃碳原子的四面体结构所决定的。11 因此书写构造式时也常用键线式表示，只要写出锯齿形骨架,用锯齿形线的角(120º)及其端点代表碳原子.不需写出每个碳上所连的氢原子.但除氢原子以外的其它原子必须写出.如： 12 双键上的碳采取双键上的碳采取 sp2杂化个个 sp2 杂化轨道杂化轨道 杂化,形成处于同一平面上的三形成处于同一平面上的三1.以乙烯为例以乙烯为例 (1) 乙烯的乙烯的 键烯烃的结构烯烃的结构 图图sp2杂化轨道和乙烯的杂化轨道和乙烯的 键键 乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面. 键 13 14 碳原子上尚有一个未参加杂化的碳原子上尚有一个未参加杂化的p轨道轨道，，它们的对称轴它们的对称轴垂直烯分子所在的平面烯分子所在的平面，行以侧面相互交盖而形成行以侧面相互交盖而形成 键垂直于乙，它们相互平它们相互平于乙键。。 (2) 乙烯的乙烯的 键键  键不能自键不能自由旋转由旋转 15 (4) 碳碳单键和双键电子云分布的比较碳碳单键和双键电子云分布的比较 C-C  键键 C-C   键键 电子云集中电子云集中在两核之间在两核之间,不易与外界不易与外界试剂接近试剂接近 电子云密度更大，且电子云密度更大，且 电子云电子云在乙烯分子所在在乙烯分子所在的平面的上方和下方的平面的上方和下方易受亲电试剂受亲电试剂( +)攻击易攻击  键的存在键的存在使烯烃具有使烯烃具有较大的反应较大的反应活性活性 16 乙炔分子是一个线形分子乙炔分子是一个线形分子, ,四个原子都排布在同一条直线上条直线上. . 乙炔的两个碳原子共用了三对电子乙炔的两个碳原子共用了三对电子. . 四个原子都排布在同一炔烃的结构炔烃的结构 以最简单的分子乙炔为例以最简单的分子乙炔为例 炔烃的结构特征是分子中具有碳碳叁键。

炔烃的结构特征是分子中具有碳碳叁键。 17 18 19 由炔烃叁键同一个碳原子上的两个由炔烃叁键同一个碳原子上的两个sp成的成的 键是在同一直线上方向相反的两个键键是在同一直线上方向相反的两个键. . sp杂化轨道所组杂化轨道所组•在乙炔中在乙炔中, ,每个碳原子各形成了两个具有圆柱形轴每个碳原子各形成了两个具有圆柱形轴对称的对称的  键键. .它们是它们是C Cspsp- -C Cspsp和和C Cspsp- -H Hs s. . 乙炔分子中的乙炔分子中的   键键 20 ◎◎乙炔的每个碳原子还各有两个相互乙炔的每个碳原子还各有两个相互垂直的未参加杂化的垂直的未参加杂化的p p轨道轨道, , 不同不同 碳原子的碳原子的p p轨道又是相互平行的轨道又是相互平行的. . ◎◎一个碳原子的两个一个碳原子的两个p p轨道和另一个碳原子对应的两轨道和另一个碳原子对应的两个个p p轨道轨道, ,在侧面交盖形成在侧面交盖形成两个两个碳碳碳碳 键键. . 乙炔分子中的乙炔分子中的 键键 21 两个互相垂直的两个互相垂直的   键中电子云的分布位于键中电子云的分布位于 键轴的上下和前后部位键轴的上下和前后部位，形成以C C- -C C  键为对称轴的圆筒形状键为对称轴的圆筒形状。

，当当 轨道重叠后轨道重叠后，，其其电子云电子云形成以。 乙炔分子的乙炔分子的  电子云电子云 22 含氮原子的分子含氮原子的分子N，，1s22s22p3-----sp3杂化例：例： NH3 杂化 孤对电子使结构非四面体，夹角孤对电子使结构非四面体，夹角106.8o 23 易发生构型翻转，易发生构型翻转，2××1011次次/秒秒 24 P, 1s22s22p63s23p3, 3s 和磷化氢构型转化能垒比氨高磷化氢构型转化能垒比氨高，乙醚和水近似四面体乙醚和水近似四面体，轨道；轨道； H2S和硫醚与磷化物类似和硫醚与磷化物类似，3s和和3p轨道轨道。。(S, 1s22s22p63s23p4) 和3p轨道杂化不是很有效轨道杂化不是很有效，，E = 113 kJ·mol-1；，O，， 1s22s22p4 sp3后，孤对电子占据孤对电子占据s轨道； 后，，两对孤对电子占据两个两对孤对电子占据两个sp3轨道。。，单电子占据的单电子占据的p轨道参与成键轨道参与成键，，孤对电子占据孤对电子占据O电负性强于电负性强于N，，S和和P 25 酮、硫酮和其他含羰基化合物，亚胺、肟以及含偶氮键分子，用酮、硫酮和其他含羰基化合物，亚胺、肟以及含偶氮键分子，用sp2杂化来解释，腈是杂化来解释，腈是sp杂化现代有机立体化学。

若则烃的分子式为若b为0，则烃的分子式为若b太小而不合理，则可变换为(减碳增氢法，减1个c原子，增加12个h原子)。p σ键d．ch4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个c—h σ键解析：选dbf3为平面三角形，nh为正四面体，ch4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个sp3杂化轨道，然后与氢原子的1s轨道重叠，形成4个sp3。所接的两原子皆为碳时则是酮.甲醛只有一个碳,碳接上氧外,其他两原子是氢.甲醛是一种无色气体,它的水溶液是防腐用的福尔马林.最小的酮必需有三个碳原子,它便是广用的溶剂丙酮〔注七〕.小分子的醛,酮,都有强烈气味.有些是芳香的,有的却是刺激性,讨人厌的.柠檬醛有柠檬香味,它又可被改变为薄荷醇.苯甲醛则是杏仁中某种成分的水解物.香草醛,肉桂醛在食品工业有很重要的地位.在酮类中,除丙酮外,也许以环己酮最为重要。

投影式表示其构象。 Newman)30 纽曼投影式纽曼投影式 31 32 C2 C1 33 C2 C1 HHHHHHC234 乙烷交叉乙烷交叉、、重叠纽曼投影式重叠纽曼投影式 35 重叠式、交叉式构象比较：重叠式、交叉式构象比较： 交叉式构象因两个碳原子上的氢原子距离最大交叉式构象因两个碳原子上的氢原子距离最大，排斥力较小排斥力较小，，分子内能最低分子内能最低，构象构象。。 ，其其，因而较稳定因而较稳定，，为优势为优势36 乙烷不同构象的势能图乙烷不同构象的势能图 37 2.丁烷的构象丁烷的构象 38 丁烷的构象丁烷的构象 39 40 丁烷丁烷(C2-C3)不同构象的势能图不同构象的势能图 41 锯架透视式锯架透视式 纽曼投影式纽曼投影式 42张力学说张力学说strain theory 1880年以前，只知道有五元环，六元环。年以前，只知道有五元环，六元环。 18831883年，佩金年，佩金 W.H.PerkinW.H.Perkin合成了三元环，四元环。18851885年，拜尔年，拜尔 A.BaeyerA.Baeyer提出了张力学说。提出了张力学说。 张力学说提出的基础张力学说提出的基础 •所有的碳都应有所有的碳都应有正四面体•碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面（当环碳原子大于（当环碳原子大于4 4时，这一点是不正确的）。

时，这一点是不正确的）。 正四面体结构。结构。 同一平面上上 1880合成了三元环，四元环。 43 张力学说的内容张力学说的内容 偏转角度偏转角度= = 2N = 34567偏转角度偏转角度24o44’9o44’44’-5o16’-9o33’从偏转角度来看，五元环应最稳定，大于五元环或小于五从偏转角度来看，五元环应最稳定，大于五元环或小于五元环都将越来越不稳定。但实际上，五元，六元和更大的环型元环都将越来越不稳定。但实际上，五元，六元和更大的环型化合物都是稳定的。这就说明化合物都是稳定的。这就说明张力学说存在缺陷张力学说存在缺陷。当碳原子的当碳原子的键角偏离恢复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离恢复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离正常键角越多，张力就越大。正常键角越多，张力就越大。 键角偏离109°°28′时，便会产生一种时，便会产生一种109°°28′内角内角 。 44 • 1930年，用热力学方法研究张力能。年，用热力学方法研究张力能。

• 燃烧热：燃烧热：1mol纯烷烃完全燃烧生成纯烷烃完全燃烧生成CO2和水时放出的热。• 每个每个 –CH2-的燃烧热应该是相同的，约为的燃烧热应该是相同的，约为658.6KJ·mol-1现代有机立体化学。环烷烃燃烧热的实测数据环烷烃燃烧热的实测数据 和水时放出的热。 。 环烷烃的燃烧热环烷烃的燃烧热 26.0 0 27.0 110.0 115.5 105.4 与标准与标准的差值的差值 燃烧热的数据表明，燃烧热的数据表明， 五元和五元以上的环烷烃都是稳定的五元和五元以上的环烷烃都是稳定的 662.4 658.6 664.0 686.2 697.1 711.3 每个每个CH2的的燃烧热燃烧热 4636.7 3951.8 3320.0 2744.3 2091.2 1422.6 分子的分子的燃烧热燃烧热 n = 7 n = 6 n = 5 n = 4 n = 3 n = 2烯烃烯烃 (CH2)n 45 •弯曲键比一般的弯曲键比一般的   键弱•这种因键角偏离正常键角而引起的张力叫这种因键角偏离正常键角而引起的张力叫角张力•由于构象是重叠式而引起的张力叫由于构象是重叠式而引起的张力叫扭转张力键弱, ,并且具有较高的能量并且具有较高的能量. . 角张力. . 扭转张力. . •这样的键与一般的这样的键与一般的 键不一样一样,它的电子云没有轨道它的电子云没有轨道轴对称轴对称,而是分布在一条曲而是分布在一条曲线上线上,故常称故常称弯曲键弯曲键. 键不内角内角60°° 环丙烷的结构环丙烷的结构 46 张力能张力能 = EE E ( (键角= Enbnb( (非键作用非键作用) + E键角) + EEnb > EI > E  > E  ) + EI I( (键长) + E ( (扭转角扭转角) ) 键长) +) + 张力能张力能 从现在的角度看，三员环的从现在的角度看，三员环的张力能 1 由于二个氢原子之间的距离小于范德华半径之和，所以产生由于二个氢原子之间的距离小于范德华半径之和，所以产生非键作用非键作用(non-bonding interaction)，造成内能升高； 2 轨道没有按轴向重迭，导致轨道没有按轴向重迭，导致键长伸长或缩短键长伸长或缩短，电子云重叠减少，造成内能升高；造成内能升高； 3 E 是由于是由于键角键角偏离平衡值引起的张力能（即偏离平衡值引起的张力能（即角张力 4 E 是由扭转角变化是由扭转角变化(全重叠构象全重叠构象)引起的（张力能是由以下是由以下几种因素几种因素造成的：造成的： ，造成内能升高； ，电子云重叠减少，角张力）。