有机化学思维导图

有机化学第一章，有机化合物和有机化学，有机化合物中的共价键，有机化合物共价键的性质，有机化合物的分类。

有机化合物的结构与性质

• 共价键的断裂——均裂与异裂
  • 均裂:两个原子之间的共用电子对均匀分裂，两个原子各保留一个电子，会产生不成对电子的原子或原子团，即自由基。自由基反应 异裂：键断裂时，两原子间共用电子对完全转移到其中的一个原子上，会产生带正、负电荷的离子。离子型反应 协同反应：没有明显分布的共价键均裂或异裂，只是通过一个环状的过渡态。
• 有机化学中的酸碱概念
  • 布轮斯特酸碱：能给出质子的叫酸，能与质子结合的叫做碱。一个酸给出质子后即变成一个碱，这个碱又叫原来酸的共轭碱，碱也同样 。强酸的共轭碱是弱碱，强碱的共轭酸是弱酸。
  • 路易斯酸碱：能接受外来电子对的叫酸（亲电性)，能给予电子对的叫碱（亲核性）
• 有机化合物的分类
  • 按碳链分类：1.开链族化合物（脂肪族化合物） 分子中碳原子间相互结合而成碳链，不成环状。 2.碳环族化合物 分子中具有碳原子连接而成的环状结构。分为脂环族化合物(开族链化合物闭合成环而得）和芳香族化合物（由碳原子连接而成的特殊环结构） 3.杂环族化合物 也具有环状结构，但是由碳原子和其他原子如氧气、硫、氮等共同组成。
  • 按官能团分类：可按分子中含有相同的、容易发生某些特征反应的原子或某些特征化学键结构等来进一步分类。
• 有机化合物共价键的性质
  • 1.键长 共价键的形成，使两个原子有了稳定的结合。形成共价键 的两个原子的原子核之间，保持一定的距离，这个距离称为键长。
  • 2.键角 共价键有方向性，任何一个两价以上的原子，与其他原子所形成的两个共价键之间都有一个夹角，这个夹角就叫键角。
  • 3.键能 共价键形成时，有能量释出而使体系的能量降低。解离能指的是解离特定共价键的键能，而键能则泛指多原子分子中几个同类型键的解离能的平均值。
  • 4.键的极性和元素的电负性——分子的偶极距 对于两个相同原子形成的共价键是没有极性，反之两个不同的原子结合成共价键时是有极性的. 一种元素吸引电子的能力，叫做这种元素的电负性。电负性相差愈大，共价键的极性也愈大。 极性共价键的电荷分布不均匀，正负电荷中心不相重合，这就构成了偶极。正电荷中心或负电荷中心的电荷量q与两个电荷中心之间的距离d的乘积叫做偶极距u。偶极距有方向性。
• 有机化合物中的共价键
  • 形成把两个原子结合在一起的化学键叫做共价键：1.用点来表示一个共价键的结构式叫做路易斯结构式 2.用一根短线来表示共价键的结构式叫做凯库勒结构式
  • 按照量子化学中价键理论的观点，共价键是两个原子的未成对而自旋相反的电子偶合配对的结果。共价键的形成使体系的能量降低，形成稳定的结合。一个未成对电子一经配对成键，就不能再和其他未成对电子偶合，所以共价键有饱和性。
  • 按照分子轨道理论，当原子组成分子时，形成的电子即运动于整个分子区域。分子中价电子的运动状态，即分子轨道，可以用波函数来描述。分子轨道由原子轨道通过线性组合形成。形成的分子轨道数与参与组成的组成的原子轨道数相等。两个原子轨道的波函数相加为成键轨道，分子轨道能量低于原来两个 原子轨道。两个原子轨道的波函数相减为反键轨道，分子轨道能量高于两个原子轨道。
  • 因为原子轨道只有在一定方向，即在电子云密度最大的方向才能得到最大的重叠而成键，所以共价键也有方向性。
  • 原子轨道在成键时可进行杂化而组成能量相近的杂化轨道。如图所示，这四个sp3杂化轨道的能量是相等的，每一个轨道相等于四分之一s成分和四分之三p成分。并且sp3杂化碳原子呈正四面体形。
• 有机化合物的特点
  • 主要特点：同分异构现象。碳原子可以互相结合成不同碳原子数目构成的碳链与碳环
  • 性质特点：1.易燃 2.热稳定性较差，易受热分解，大部分是200~300度 3.大部分常温下是气体 4.一般有机化合物的极性较弱或是完全没有极性，难溶于水 5.有机化合物的化学反应大部分是分子间的反应 6.有机化合物往往不是单一的反应，反应之间同时并进行若干不同的反应，可以得到几种产物
• 有机化合物和有机化学
  • 有机化学是碳氢化合物及其衍生物的化学
    • 有机化合物的主要特征是它们都含有碳原子，大部分的有机化合物也都含有氢。从结构上看，所有的有机化合物都可以看作是碳氢化合物既由碳氢化合物
  • 有机化合物都含有碳，大部分含有氢。从结构上看，所有的有机化合物都可以看作是碳氢化合物既由碳氢化合物衍生而得的化合物