1、第五讲杂化轨道理论和 有机物的基本价键结构,2、键和键的空间关系,1、sp杂化的三种类型,3、弯曲键和环烷烃的稳定性,4、离域键和共轭体系,开始讲课,复习,本课要点,总结,作业,返回总目录,第四讲要点复习,1、芳香烃衍生物的命名原则,确定母体官能团，并使其处于最小位置 按照最先碰面、先小后大原则编号 按照先小后大原则书写 苯环侧链连有基团时，以相应的脂肪族化合物为母体,3-硝基-1-溴苯,注意：确定母体官能团遵循“母体资格”次序书写遵循“先小后大”次序,2、脂环烃衍生物的命名原则,官能团直接连在脂环上 脂环是取代基，直接和官能团母体名称相连。,官能团连在侧链上 脂环是取代基，以相应的脂肪族化合
2、物为母体。,第三章 有机结构理论,因为结构决定性质。这是为了探讨、解释有机化学反应作好基础知识的铺垫。,2、有机结构理论好学吗？,1、为什么要讲有机结构理论？,3、有机结构理论所描述的过程，都是真实存在的吗？,不太好懂，是有机学习的难点之一。需要一点空间想象能力和抽象思维能力。,不完全是。它只是一种假设，一种能解释已知实验事实的假设。,一、杂化轨道理论与有机物的价键结构基础,（一）杂化轨道理论,杂化在成键过程中，能量相近的不同类型的原子轨道，重新组合成能量、形状完全等同的新轨道。,杂化类型sp杂化 dsp杂化,1、什么叫杂化轨道？,2、原子轨道为什么要杂化？,原子轨道：s p d f,杂化是一
3、种理论，是对电子配对法的补充和完善，依次可以更好地解释分子空间结构的事实。,3、sp杂化的三种类型,sp杂化1个s轨道+1个p轨道，生成2个sp杂化轨道。,sp2杂化1个s轨道+2个p轨道，生成3个sp2杂化轨道。,sp3杂化1个s轨道+3个p轨道，生成4个sp3杂化轨道。,杂化轨道的空间结构，是由于电子云之间的相互斥力达到平衡时，而形成的最稳定状态。,杂化轨道的空间结构,C,C,C,直线形 轨道夹角1800,平面三角形 轨道夹角1200,正四面体形 轨道夹角109.50,1、sp3杂化甲烷、CC单键,（二）有机物的价键结构基础,（1）甲烷的结构,空间结构是正四面体， HCH键角都是109.5
4、0； CH键长都是0.110nm ；4个H的位置完全相同。,实验测定：,Cl,Cl,05-1 甲烷球棒模型和比例模型,（2）CC单键的结构,其它烷烃：sp3杂化； CC键(sp3sp3)；键角近似于109.50,乙烷 C2H6,正己烷 C6H14,键特点头碰头式交叠，重叠大、牢固、可沿键轴自由旋转。,键线式,05-2 乙烷,05-3 正己烷(键线式和基团添加),键特点肩并肩式交叠，重叠小、不牢固、不能沿键轴旋转。,2、sp2杂化C=C双键和C=O双键的结构,杂化态,（1） C=C双键的结构,C,C,实验测定：,平面分子,键 sp2sp2,键(sp2s),键和键的 空间关系,1+1,（2）C=O
5、双键的结构,+ -,1+1,610.9,347.3,键能(kJmol-1),0.133,0.154,键长(nm),C=C,CC,数据分析,键的键能=610.9-347.3=263.6,结构分析： 电子分布在原子核的上下两端，受原子核束缚较小，易极化。,结论：键结合力弱、易极化、易发生反应。,C,3、sp杂化CC三键的结构,杂化态,实验测定：,直线分子,C,1s,1s,键(spsp),键(sps),1+2,三种sp杂化轨道的电负性：spsp2sp3,因为s轨道比p轨道控制电子的能力更强,4、弯曲键环烷烃的结构,环状结构有一定的几何角，如：三元环600,环烷烃的C是sp3杂化轨道夹角109.50,
6、最稳定的成键方式是最大重叠原则,弯曲键,寻找结构矛盾的冲突点,弯曲键不如键稳定没有实现最大重叠。,600 900 1080 1200,除环丙烷外，其他环烷烃都不是平面结构,由于这种角度差而产生的复原力称作角张力,？,对环烷烃稳定性的解释拜尔张力学说(1885年),环烷烃的稳定性：, 以正四面体角109.50成键，是最稳定的结构。,假设成环C原子共平面。那么，环的几何角和109.50相差越大，则环越不稳定。,要解释环烷烃结构的稳定性，应从构象进行分析，角张力只是影响因素之一。,5、离域键丁二烯和苯的结构,C,C,C,C,0.134,0.148,C=C 0.133nm,CC 0.154nm,（1）
7、丁二烯的结构,实验测定：平面分子,离域大键 成键后，电子的运动区域，不是固定在两个原子之间。,丁二烯的键,- 共轭体系,凡有离域键的体系 共轭体系,CH2=CHCH=CH2,能准确表达？,（2）苯的结构,C,C,C,C,C,C,实验测定：平面分子，完全对称 每一个键角：1200 每一个CC键长：0.140nm,苯的键,闭合离域大键,凡共轭体系用传统的价键都无法准确表示。,- 共轭体系,离域使分子内能降低，使体系趋于平均化，更稳定。,第五讲总结,sp,离域键,弯曲键,键,键,类型,1200,视几何形状,1800,1200,109.50,键角,丁二烯、苯,环丙烷,乙炔,乙烯,甲烷,物质 举例,共轭体系,环烷烃,炔烃,烯烃,烷烃,sp2,sp3,sp2,sp3,杂化,第五讲作业,1、,4、,6、,2、,3、,5、,7、,系统命名补充练习(选作),
