有机化学 第一章绪论(没啥水分,...

物理
有机化学 第一章绪论(没啥水分,都是干的)

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zmy 更新于2025-5-2 02:19:56

  

                                                                                       (突然良心发现想填坑了🙃🙃🙃


逝图挽救





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日志:

2024,7,28 诱导效应,共轭效应

2024,7,24-27 无

2024,7,23 无

2024,7,22 无

2024,7,21 诱导效应

2024,7,20 无

2024,7,19无,今天也先鸽着吧

2024,7,18 无或是说只有一点点有关氢键的东西

2024,7,17 有机化合物构造式表示方法,派键(某人提议)(关于我把N2写成N3导致我重新写了一遍这件事)

2024,7,16  有机化合物的特点,共价键参数及分类方法

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你作为一名数物竞赛生,有一天下午,你在去学数物的路上,发现了一本《有机化学》,你捡起,并看了起来......


咳咳,好了                                                                                                              

                                                      第一节,有机化合物

有机化学顾名思义就是研究有机化合物的组成,结构,性质,及其变化。所以我们就要先了解有机化合物,众所周知在我们身边的自然中有一亿多种物质,化学上,我们可以简单将它们分为无机物和有机物,无机物指的就是除碳以外,有其他元素形成的单质和化合物(由于我们讲的是有机物,就不多赘述)(但要注意的是:我们通常把一氧化碳,二氧化碳,碳酸盐及金属氰化物等一些含碳化合物也看作是无机物)那自然而然,有机物就是指含碳的化合物,绝大多数还含有氢,一部分还含有氧,氮,溴,碘,硫和磷等元素。

Tips:如果我们将碳氢化合物看作是有机化合物的母体,并将其中的氢原子被其他原子或者基因取代而生成的化合物看作其衍生物,应此,我们也将有机化合物定义为碳氢化合物和其衍生物

一,有机化合物的特点

有机化合物原子间的化学键是典型的共价键,分子间的相互作用力则是范德华力(较弱),所以有机化合物有如下几个特点

1,热稳定性较差,容易燃烧,受热易分解

2,熔点和沸点较低

3,大部分难溶于水,但却易溶于非极性和弱极性的有机溶液中

反应速率慢,一般要在加热光照和催化下才会发生反应,且主反应会带有副反应,而副反应产物一般是好几种产物的混合物

二,共价键参数

有机化合物的化学键是共价键,这也是其基本的结构特征。常见有键能,键长,键角,键的极性和极化性,下面我们就来一一讲解

1,键能

首先我们需要知道解离能,比如说将一个气态分子(A-B)解离为气态原子A和气态原子B 的能量,就成为A-B 键的解离能,用Ed(A-B)表示。现在,我们就可以了解键能了:

对于双原子分子,键能就等于键解离能,用Eb表示

比如说:H2(g)==2H(g)               Eb(H-H)=Ed(H-H)=436kJ •mol-1

而对于多原子分子,键能就等于键解离能的平均值,

比如说:CH 4就有4个等同的C-H,但每个的建解离能是不同的,应此就去4个键的解离能的平均值  Eb (C-H)=414.5kJ•mol-1

我们知道了键能,就可以用键能来衡量共价键的牢固程度,键能越大,就越牢固

2,键长

键长是分子中两个成熟键原子的核间平衡距离,记为l

例如:H2的两个H核间平衡距离是74pm,所以(H-H)键的键长就是74pm

下面给大家一些常见有机化合物的键长(l/pm)和键能(Ed/(KJ•mol-1)

                                  键长                       键能            

C-H                        109                        415

C-C                        154                        347

C-N                        147                        305

C-O                        143                        360

C-S                                                       272

C-F                         141                       485                    

C-C1                      176                       339                 

C-Br                       194                       285                    

C-I                          214                       218

C==C                    134                       611

C==O                    122                      736

C==N                                                 749

C≡≡C                    120                      837

C≡≡N                    116                      880

3,键角

一般来说,在多原子分子中,键和键之间的夹角就是键角,这个键角和上面的键长是表征分子几何构型的十分重要的参数,知道了键长和键角,就可以说是知道了分子的几何构型

例如:CH4的C-H键的键角为109度28分,键长是109pm,由此我们就可知CH4为正四面体

4,键的极性和极性化

我们知道根据公用原电子是否发生偏移,我们将共价键分为非极性和极性

那么当两相同元素的原子结合是时,因其电负性相同,两原子对公用电子的吸引力相同,公用电子不偏向任何一方,所以正电荷与负电荷中心重合,则没有极性,就是非极性共价键(H2 ,N2,O2,CI1等)

反之,不同元素原子结合时,电负性不同,吸引力也不同,则公用电子偏向电负性较大的,并使其带有一部分负电荷(δ-),而吸引力较小的,则带有部分(δ-)正电荷,正负电荷中心不重合,有极性,为极性共价键。(例如:H-C1,C1吸引力更强,公用电子偏向C1,so H-C1为极性键)

两种元素的电负差越大,极性就越大

但如果收到外力影响,在外电场下,极性改变就是键的极性化,其大小用极性度表示,可用以代表成键原子被成键原子核约束的相对程度,成键原子越大,电负性越小,对成键原子的约束就小了,极化度越大。(例如,碳卤键的极化度就是C-I>C-Br>C-C1>C-F)

这里我们要注意,由于成键电子和原子核都在运动,所以能使共价键产生瞬间极化,so无论是极性键还是非极性键都有一定极化度jj-huazhongdian

(2h)



 




































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古城先生
10月前
去我的收藏夹里吃灰吧!jj-chengbikong
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zmy
10月前

三,有机化合物分类方式

有机化合物超过8000万种,所以我们必须要对其进行分类,通常我们会按分子的碳架结构和官能团分类

1,按碳架结构

就是根据分子中的碳架进行分类,可以分为开链化合物,碳环化合物和杂环化合物

1)开链化合物

分子中的碳原子连接成链状的有机化合物,称为开链化合物,例如:CH3CH2CH3,CH3CH==CH2,CH3C≡≡CH,CH3CH2COOH

由于其最初是从动物脂肪中发现的,所以还被称为脂肪族化合物

2)碳环化合物

分子中含有由碳原子互相连接成的环状结构的有机化合物,被称为碳环化合物,而碳环化合物又可被细分为脂环族化合物和芳香族化合物

脂环族化合物

脂环族化合物指的是分子中碳原子连接成环状,其性质与脂肪族化合物相似的有机化合物。

芳香族化合物

通常,分子中至少还有一个苯环结构的化合物,就是芳香族化合物

2,按官能团

我们先来了解一下官能团,官能团就是有机化合物分子中较为活泼,容易发生化学反应的原子或基因,它们觉得了有机化合物主要的化学物质。

so,含有相同官能团的有机化合物就具有相似的化学性质,所以这样分类,也有助于我们对有机化合物的学习。


一部分常见官能团及其对应的有机化合物jj-huazhongdian

IMG_20240716_181506_673.jpg


2条评论
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zmy
10月前

不好意思,好像少发了一个部分,在这里补一下


3)杂环化合物

分子中含有由碳原子和杂原子(N,O,S 原子等)连接成环状的有机化合物,为杂环化合物。


这一部分加在“2)碳环化合物”部分后面,真的很抱歉jj-shangxin

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zmy
10月前

(45分钟左右)

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Sorrowfulman.
10月前
我一物竞的津津有味地研究半天
2条评论
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zmy
10月前

有意思jj-huaji





其实我也不是学化学的,hhh

(我属于业余专攻有机的)jj-huazhongdian

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Sorrowfulman. 回复 zmy
10月前

不学化学的都觉得化学有意思(来自我校物理组同学的共识

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生态圈(生竞)
10月前
写的很好啊,虽然我不学化竞
1条评论
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zmy
10月前

谢谢!jj-bixin

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光辉矩阵
10月前

哇,我居然能看懂一点但我是学数竞的jj-dalao

1条评论
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zmy
10月前

前面这部分理解倒不是很难。



如最开始所说,我也不是学化竞的jj-huaji

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程泽の瓶装氢氧化钠
10月前

已收藏,谢谢哥哥的馈赠jj-chengbikong

2条评论
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zmy
10月前

hhhjj-huazhongdian

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zmy
10月前

竟然有把我叫哥哥的jj-huaji


不过,你随意啦jj-bixin

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我是大坏蛋
10月前
这是北大的巨本吗
2条评论
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zmy
10月前

不知道唉

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冲省队的摆烂哥
10月前

是巨本

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zmy
10月前
附脂环族化合物,芳香族化合物,杂环化合物示意图

IMG_20240717_100441_633.jpg

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zmy
10月前

                                                                                                                         第二节 有机化合物构造式的表示方法

所谓构造式,就是用以表示分子中原子的连接次序和键合性质的化学式。而在这里,我们通常用的是路易斯构造式,短线式构造式,构造简式和键线构造式


用组成分子的原子的价电子表示就是路易斯构造式,在书写时,我们会用小黑点来表示电子:只属于一个原子的一对电子表示的是弧对电子;两个原子间有一对电子表示的是共价单键;而两个原子之间的2对电子或3对电子则分别表示共价双键和共价三键,如图:

  IMG_20240717_121642_115.JPG

如果我们做一些改变,将路易斯结构式中的1对成键电子变为用一条短线表示,且省略弧对电子,我们就得出了短线构造式,如图:

IMG_20240717_121718_083.JPG

好了,现在如果我们再次简化短线构造式,一般会将碳原子(或其他的原子),与氢原子间的短线省略,或者也可以将所有原子之间横向的单个短线都省略,用这两种方式化简后的就统称为构造简式,如图:


IMG_20240717_121739_250.JPG

那么,如果我们只使用短线来表示碳架,并使两个共价单键与共价双键之间的夹角是120度,一个共价单键与一个共价单键间的夹角为180度,同时省略分子中的碳氢键,碳原子,和与碳原子连接的氢原子,但要保留其他原子和与这个原子连接的氢原子,这种方式就叫做键线构造式

IMG_20240717_121804_073.JPG

如此,我们就学会了有机化合物的4中构造式,其中较为广泛的应该就是构造简式和键线构造式了,而键线构造式则最为简便。

11条评论
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zmy
10月前

(40分钟左右)

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时之摆钟 回复 zmy
10月前

挺好 就是看不懂zx-sunpeng1@2x

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zmy 回复 时之摆钟
10月前

看...看不懂jj-zhenjing......?

啊这....我竟无言以对

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元素物化有机我啃啃啃啃
10月前

斯,好像出了点错吧

路易斯结构式已经把成键电子写成化学键的形式了

上面那个是电子式吧

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zmy 回复 元素物化有机我啃啃啃啃
10月前

是将路易斯中的一对成键电子改为短线这吗,我又看了一下书,好像没问题呀

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元素物化有机我啃啃啃啃 回复 zmy
10月前

稍等,我找不到普化了zx-huangqiao2@2x

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Hydrogen
10月前

有支链的烷烃的结构简式有什么书写规律吗?

完全看不懂

IMG_20240719_012545_891.jpg

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zmy 回复 Hydrogen
10月前

eng。。。我也不大清楚,我书上的带支链的烷烃大多都是用短线构造式写的

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Hydrogen 回复 zmy
10月前

我悟啦!括号里的甲基是像单个元素一样连接在碳上

图中的三个化合物结构如下

IMG_20240721_025041.png

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Hydrogen 回复 zmy
10月前

佬能看看这题吗?

IMG_20240721_031326_163.jpg

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zmy 回复 Hydrogen
10月前

应该是选C

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JordanPoole#Cut
10月前

滚回我的收藏夹去(😏

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LHMDS(御用强碱)
10月前

化学区的帖子更冷(就比如我刚发的😅)

所以千万别往化学区挪

1条评论
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zmy
10月前

jj-zhenjing谢谢谢谢,帮忙避坑了

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zmy
10月前

是特别篇呀~        呐,三硝说的派键


咳,好,这里我们用氮气(N2)为例,那氮气的结构式就是:N≡N:,有两个氮原子,我们单独看一个氮原子,N 的价层电子也就是2S22P3,先看2S2 ,有两个电子,正好成对,就是N 的一对弧对电子,再看2P3 有3个电子(就是那3个键)。那我们就将这3个电子的轨道设为2Px,2Py,2Pz,我们知道这3调轨道是互相垂直的(示意图应该是立体的,但画不出来jj-shangxin,图中的y轨道就是竖着的,可以说就是y轨道较粗较大的圈是突出屏幕的,较细较下的则是陷入屏幕的),那当两个氮原子重叠时,就是图中两个电子云碰撞时,x轨道最先且沿x轴发生重叠,这样的重叠度较高,所以这个键被称为sigma 键,再看一下z轨道,它并未沿z轴发生重叠,而是沿x轴发生重叠,这就被称为派键,y轨道同理。so 氮原子的三键就是sigma 键+2派键。自然而然,派键相对sigma 键来说,重叠度就更小,也不稳定。只有两个原子以上才能形成派键和sigma 键jj-huazhongdian

IMG_20240717_220841_475.jpg

已亖,勿扰

(30分钟)

1条评论
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zmy
10月前

这次应该没问题了zx-duxiaoyu1@2x