大学有机化学名词解释.docx

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大学有机化学名词解释

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大学有机化学名词解释

亲核反应

　　有机反应的一类，电负性高的亲核基团向反应底物中的带正电的部分进攻而

芳环上亲核取代反应历程

使反应发生，这种反应为亲核反应。

与之相对的为。

　　即在相互作用的两个体系之间，由于一个体系对另一个体系的原子核的吸引所引起的。

这些反应属于离子反应。

反应试剂在反应过程中，对与之相互作用的原子或体系给予或共享其电子对者，称为。

　　由亲核试剂如HO、:

NR3、CN、H2N、…等与有机分子相互作用而发生的，称为亲核取代反应（SN）。

在亲核取代反应中，亲核试剂Nu进攻被作用物中的饱和碳原子,取代此饱和碳原子上的一个原子团L

芳环上亲核取代反应历程能量变化

。

Nu供给碳原子一对电子,生成新的，碳原子与L之间的共价键破裂，L带着一对电子离去：

　　Nu:

+RL─→NuR+:

L

　　式中R为烷基。

Nu:

和L:

都带有孤电子对，它们可以是负离子或中性分子。

　　由亲核试剂HCN、H2O、丙二酸二乙酯等与世轭不饱和醛或酮进行的称亲核加成反应。

例如共轭不饱和酮与HCN加成，形成氰酮：

亲电反应electrophilicreaction

　　亲电反应指缺电子（对电子有亲和力）的试剂进攻另一化合物电子云密度较高（富电子）区域引起的反应。

亲电反应属于（ionicreaction）的一种，是的基本反应之一。

[1]

　　在相互作用的两个体系之间，由于一个体系对另一个体系的电子的吸引所引起的化学反应。

这些反应属于离子反应。

反应试剂在反应过程中，从与之相互作用的原子或体系得到或共享电子对者，称为亲电试剂（E+）。

　　凡由亲电试剂如HNO3、H2SO4、Cl2、Br2等与有机分子相互作用而发生的取代反应，称为亲电取代反应（SE）：

　　E++RX─→RE+X+

　　式中R为烷基。

上述类型的正离子取代反应属于SE类型反应。

例如，CH3:

MgBr与溴反应时，溴分子的正电荷部分（相当于上式中的E+）与带着一对电子的甲基反应：

　　CH3:

|MgBr+Br+|:

Br-─→CH3Br+MgBr2

亲电反应

在芳香族化合物亲电取代反应中，亲电试剂进攻芳香环，生成σ络合物,然后离去基团变成正离子离开，离去基团在多数情况下为质子：

　　一般，第二步的速率比第一步高（k2》k1，k）。

　　由亲电试剂进攻所引起的加成反应称为亲电加成反应。

在没有光照和自由基引发的条件下，烯烃与卤素的加成反应是亲电加成反应，例如：

　　CH3CH匉CH2+Br2─→CH3CHBrCH2Br

　　反应在非极性溶剂中进行时,极性物质如极性容器壁,极性的溶质如氯化氢、水等都具有催化作用，使反应速率加快。

加成速率与烯烃的结构密切相关，双键连有给电子基团者加溴就快，连有吸电子基团者加溴就慢。

　　在大多数情况下，亲电加成反应是反式加成，加成中间体为溴桥正离子，反应是分步进行的：

亲电反应

反应物

亲电反应

在亲电反应过程中，从与之相互作用的原子或体系得到或共享电子对的反应物，称为（electrophilesE）；与亲电试剂作用的反应物称为（nucleophileNu）。

最常见的亲电试剂是（halohydrocarbon）和（acylhalide），亲电试剂是（Lewisacid），因而亲电试剂的亲电性与其酸性有关，一般而言，酸性强的亲电试剂亲电性强，但二者没有定量关系，特例也有不少。

纽曼投影式

　　纽曼投影式是纽曼（Newman）于1995年提出来的。

它像锯架投影式一样，是表示相邻两个原子连接的原子或原子团之间的空间关系。

画这种投影式是把分子的立体模型（如乙烷）放在眼前，从C－C单键的延长线上去观察，用一个较大的圆圈（也可以不用圆圈）表示C－C单键上的碳原子，前后两个圆圈实际上是重叠的，故纸面上只能画出一个来。

圆圈前面的三个氢原子表示离眼睛较近碳原子上的三个氢原子，圆圈上面的三个氢原子表示离眼睛较远碳原子的三个氢原子。

前面和后面的三个C－H键之间的距离都是相等的，角距为120°。

这样所得乙烷的纽曼投影式如下：

　　（Ⅷ）为乙烷的球棒模型。

由箭头指引的方向去观察得到纽曼投影式（Ⅸ）。

（Ⅹ）为简化的纽曼投影式，虚线表示后面碳原子上的C－H键。

分子轨道理论

1.分子轨道理论在化学键理论中的位置

　　分子轨道理论是现代共价键理论的一个分支。

其与现代共价键理论的重要区别在于，分子轨道理论认为原子轨道组合成分子轨道，电子在分子轨道中填充、运动。

而现代共价键理论则讨论原子轨道，认为电子在原子轨道中运动。

2.理论要点

1）分子轨道由原子轨道线性组合而成

　　分子轨道的数目与参与组合的原子轨道数目相等。

H2中的两个H有两个1s，可组合成两个分子轨道。

　　两个s轨道只能只能“头对头”组合成σ分子轨道，MO和*MO,能量总和与原来AO（2个）总和相等，σ*的能量比AO低，称为成键轨道，σ比AO高，称为反键轨道。

　　成键轨道在核间无节面，反键轨道有节面.

　　当原子沿x轴接近时，px与px头对头组合成σPx和σP*x，同时py和py，pz和pz分别肩并肩组合成π*py,πpy和π*pz,πpz分子轨道，π轨道有通过两核连线的节面，σ轨道没有。

2）线性组合三原则

a）对称性一致原则

　　对核间连线呈相同的对称性的轨道可组合，除上述讲的s-s,p-p之外，还有:

若s和px沿y轴接近，对称不一致，不能组成分子轨道

b）能量相近原则

H1s-1312kJ/mol　　　　Na3s-496kJ/mol

Cl3p-1251kJ/mol

O2p-1314kJ/mol　　　　（以上数据按I1值估算）

　　左面3个轨道能量相近，彼此间均可组合,形成分子,Na3s比左面3个轨道能量高许多,不能组合.（不形成共价键,只为离子键）

c）最大重叠原理

　　在对称性一致、能量相近的基础上，原子轨道重叠越大，越易形成分子轨道,或说共价键越强.

3）分子轨道能级图

　　分子轨道的能量与组成它的原子轨道能量相关，能量由低到高组成分子轨道能级图

4）分子轨道中的电子排布

　　分子中的所有电子属于整个的分子，在分子轨道中依能量由低到高的次序排布，同样遵循能量最低原理，保里原理和洪特规则。

3.同核双原子分子

1）分子轨道能级图

　　A图适用于O2,F2分子,B图适用于N2,B2,C2等分子.

对于N,B,C原子,2s和2p轨道间能量差小,相互间排斥作用大,形成分子轨道后,σ2s和σ2Px之间的排斥也大,结果,出现B图中σ2Px的能级反比π2Py,π2Pz的能级高的现象.

2）电子在分子轨道中的排布

　　电子只填充在成键轨道中,能量比在原子轨道中低.这个能量差,就是分子轨道理论中化学键的本质.可用键级表示分子中键的个数:

　　键级=（成键电子数-反键电子数）/2

　　H2分子中,键级=（2-0）/2=1,单键

　　由于填充满了一对成键轨道和反键轨道，故分子的能量与原子单独存在时能量相等.故He2不存在，键级为零，He之间无化学键。

　　He2＋的存在用价键理论不好解释，无两个单电子的成对问题。

但用分子轨道理论则认为有半键.这是分子轨道理论较现代价键理论的成功之处。

3）分子磁学性质

　　电子自旋产生磁场，分子中有不成对电子时，各单电子平行自旋，磁场加强。

这时物质呈顺磁性。

表现在外磁场中显磁性，在磁天平中增重。

　　若分子中无成单电子时，电子自旋磁场抵消，物质显抗磁性（逆磁性或反磁性）,表现在于外磁场作用下出现诱导磁矩，与外磁场相排斥,故使磁天平减重.

　　实验表明,单质O2是顺磁性的.用分子轨道理论解释，见O2的分子轨道图和分子轨道式:

　　按路易斯理论,氧气分子电子构型为:

　　用路易斯理论，不能解释氧气分子无单电子.用现代价键理论也解释不通,px-px成σ键,py-py成π键,单电子全部成对,形成共价键,无单电子.

　　分子轨道理论在解释O2的磁性上非常成功。

N2是抗磁性的.

4.异核双原子分子

非键轨道:

无对应的（能量相近,对称性匹配）的原子轨道,直接形成的分子轨道.注意:

非键轨道是分子轨道,不再属于提供的原子.

　　H的1s与F的1s,2s能量差大,不能形成有效分子轨道.所以F的1s,2s仍保持原子轨道的能量,对HF的形成不起作用,称非键轨道,分别为1σ和2σ.

　　当H和F沿x轴接近时，H的1s和F的2px对称性相同，能量相近（F的I1比H的I1大,故能量高）,组成一对分子轨道3σ和4σ（反键）,而2py和2pz由于对称性不符合,也形成非键轨道,即1π和2π.

双烯合成反应

双烯合成反应，也称为“狄尔斯（Diels）—（Alder）反应”：

共轭二烯烃和某些具有碳碳双键、三键的不饱和化合物进行1，4-加成，生成环状化合物的反应称为双烯合成反应。

获得1950年诺贝尔化学奖。

（1）双烯体是以顺式构象进行反应的，反应条件为光照或加热。

（2）双烯体（共轭二烯）可是连状，也可是环状。

如环戊二烯，环己二烯等。

　　（3）亲双烯体的双键碳原子上连有吸电子基团时，反应易进行。

常见的亲双烯体有：

　　CH2=CH-CHOCH2=CH-COOHCH2=CH-COCH3CH2=CH-NO2

　　CH2=CH-CNCH2=CH-COOCH3CH2=CH-CH2Cl

　　（4）D-A反应的产量高，应用范围广是有机合成的重要方法之一，在理论上和生都占有重要的地位。

　　双烯合成反应既不是离子性反应，也不是自由基反应，而是不生成活性中间体且又一步完成的协同反应。

　　当双烯体2号位有推电子基，亲双烯体上有拉电子基，产物以两取代基处在1，4位为主；

　　当双烯体1号位有推电子基，亲双烯体上有拉电子基，产物以两取代基处在邻位为主

脂环烃

　　alicyclichydrocarbon

　　具有脂肪族性质的环烃，分子中含有闭合的碳环，但不含苯环。

中文名称：

旋光性

英文名称：

opticalrotation;opticalactivity

定义：

当光通过含有某物质的溶液时，使经过此物质的偏振光平面发生旋转的现象。

可通过存在镜像形式的物质显示出来，这是由于物质内存在不对称碳原子或整个分子不对称的结果。

由于这种不对称性，物质对偏振光平面有不同的折射率，因此表现出向左或向右的旋光性。

利用旋光性可以对物质（如某些糖类）进行定性或定量分析。

离去基团leavinggroup

　　离去基团（或称离去基）在中从一较大分子中脱离的或，是与中应用的。

　　在亲核取代反应中，被进攻的称为（substrate），而从底物分子中带着一对断裂出去的原子或称为离去基团，常用L表示。

　　一般讲，底物是提供原子与之形成新键的反应物，而离去基团往往是或。

　　常见的离去基团有：

X-，-OCOR，-OTs，-ONO2，-OH，…。

　　易接受电子、承受能力强的是好的离去基团。

章节选择：

第四章原子结构和元素周期表>//

　　三、波函数（原子轨道）和电子云的图形

　　Ψn,l,m（r,Q,g）=Rn,l（r）·Yl,m（