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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
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第四讲 ——要点复习
1、芳香烃衍生物的命名原则
① 确定母体官能团，并使其处于最小位置
②按照最先碰面、先小后大原则编号
③按照先小后大原则书写
④苯环侧链连有基团时，以相应的脂肪族化合物为
母体
NO2Br 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
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2、脂环烃衍生物的命名原则
① 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。
② 官能团连在侧链上
——脂环是取代基，以相应的脂肪族化合物为母体。
–COOH 环己烷甲酸例如：
CH2CH2COOH 3-环己基丙酸例如：
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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。
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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。
+
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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
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1,sp3杂化 ——甲烷,C–C单键
（二）有机物的价键结构基础
（ 1）甲烷的结构
① 空间结构是正四面体,H–C–H键角都是 109.50；
② C–H键长都是 0.110nm ； 4个 H的位置完全相同。
杂化态
sp3
跃迁
C-基态
2p
2s 激发态 2p2s
杂化
实验测定：
C
1s 1s 1s
1s 键长
0.110nm
键角
109.50
4个 ?键
(sp3–s)
Cl
Cl
05-1
甲烷球棒模型和比例模型
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（ 2） C–C单键的结构
其它烷烃：① sp3杂化；② C–C?键 (sp3–sp3)；
③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 )
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?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
sp2
C-基态
2p
2s 激发态
2p
2s
（ 1） C=C双键的结构
跃迁 杂化
2p
C C
实验测定,平面分子 116.6
0
121.70
1s 1s
1s1s
C C
H H
H H
C—C
H
HH
H
?键sp2–sp2
?键 (sp2–s)
?键 和 ?键的
空间关系
1?+1?
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（ 2） C=O双键的结构
C—O
H
H
C＝ O
?+ ?-
1?+1?
610.9347.3键能 (kJ·mol-1)
0.1330.154键长 (nm)
C=CC–C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。
如,C=OHH
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C
3,sp杂化 ——C?C三键的结构
C-基态
2p
2s 激发态
2p
2s
跃迁 杂化
杂化态
sp 2p
C CH H实验测定,直线分子
C1s 1s
?键 (sp–sp)
?键 (sp–s)
C CH H
1?+2?
三种 sp杂化轨道的电负性,sp＞ sp2＞ sp3
因为 s轨道比 p轨道控制电子的能力更强
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4、弯曲键 ——环烷烃的结构
① 环状结构有一定的几何角，如：三元环 600
② 环烷烃的 C是 sp3杂化 ——轨道夹角 109.50
③ 最稳定的成键方式是 ——最大重叠原则
弯曲键
1040
寻找结构矛盾的冲突点
600
109.50
弯曲键不如 ?键稳定 ——没
有实现最大重叠。
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＜ ＜ ＜
600 900 1080 1200
除环丙烷外，其他环烷烃都不是平面结构
③ 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：
① 以正四面体角 109.50成键，是最稳定的结构。
② 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。
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122.40
119.80
5、离域键 ——丁二烯和苯的结构
CC
CC
1s 1s
1s
1s
1s1s
C—C C—C
C C
H H
HC C
H
H H1 2
3 4
0.134
C=C 0.133nmC–C 0.154nm
（ 1）丁二烯的结构
1 2 3 4
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=CH–CH=CH2能准确表达？
05-6 2-丁 烯定域键.swf
0 5 - 7 丁二烯离域键,s w f
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（ 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 C—C键长,0.140nm H H
HH
H
H
1s 1s
1s 1s
1s1s
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。
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第五讲 ——总结
sp
离域键弯曲键?键?键类型
1200视几何 形状18001200109.50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
sp2sp3sp2sp3杂化
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第五讲 ——作业
CH3
CH3
–C–
O
–COOH
HO– –CH2–CH2–C–CH3
O O
O
O
Cl
Br
OCH2CH=CH2
CH2–CH–CH2Cl
O
1、
4、
6、
2,3、
5、
7、
——系统命名补充练习 (选作 )
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
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第四讲 ——要点复习
1、芳香烃衍生物的命名原则
① 确定母体官能团，并使其处于最小位置
②按照最先碰面、先小后大原则编号
③按照先小后大原则书写
④苯环侧链连有基团时，以相应的脂肪族化合物为
母体
NO2Br 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
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2、脂环烃衍生物的命名原则
① 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。
② 官能团连在侧链上
——脂环是取代基，以相应的脂肪族化合物为母体。
–COOH 环己烷甲酸例如：
CH2CH2COOH 3-环己基丙酸例如：
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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。
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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。
+
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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
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1,sp3杂化 ——甲烷,C–C单键
（二）有机物的价键结构基础
（ 1）甲烷的结构
① 空间结构是正四面体,H–C–H键角都是 109.50；
② C–H键长都是 0.110nm ； 4个 H的位置完全相同。
杂化态
sp3
跃迁
C-基态
2p
2s 激发态 2p2s
杂化
实验测定：
C
1s 1s 1s
1s 键长
0.110nm
键角
109.50
4个 ?键
(sp3–s)
Cl
Cl
05-1
甲烷球棒模型和比例模型
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（ 2） C–C单键的结构
其它烷烃：① sp3杂化；② C–C?键 (sp3–sp3)；
③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 )
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?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
sp2
C-基态
2p
2s 激发态
2p
2s
（ 1） C=C双键的结构
跃迁 杂化
2p
C C
实验测定,平面分子 116.6
0
121.70
1s 1s
1s1s
C C
H H
H H
C—C
H
HH
H
?键sp2–sp2
?键 (sp2–s)
?键 和 ?键的
空间关系
1?+1?
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（ 2） C=O双键的结构
C—O
H
H
C＝ O
?+ ?-
1?+1?
610.9347.3键能 (kJ·mol-1)
0.1330.154键长 (nm)
C=CC–C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。
如,C=OHH
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C
3,sp杂化 ——C?C三键的结构
C-基态
2p
2s 激发态
2p
2s
跃迁 杂化
杂化态
sp 2p
C CH H实验测定,直线分子
C1s 1s
?键 (sp–sp)
?键 (sp–s)
C CH H
1?+2?
三种 sp杂化轨道的电负性,sp＞ sp2＞ sp3
因为 s轨道比 p轨道控制电子的能力更强
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4、弯曲键 ——环烷烃的结构
① 环状结构有一定的几何角，如：三元环 600
② 环烷烃的 C是 sp3杂化 ——轨道夹角 109.50
③ 最稳定的成键方式是 ——最大重叠原则
弯曲键
1040
寻找结构矛盾的冲突点
600
109.50
弯曲键不如 ?键稳定 ——没
有实现最大重叠。
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＜ ＜ ＜
600 900 1080 1200
除环丙烷外，其他环烷烃都不是平面结构
③ 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：
① 以正四面体角 109.50成键，是最稳定的结构。
② 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。
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122.40
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5、离域键 ——丁二烯和苯的结构
CC
CC
1s 1s
1s
1s
1s1s
C—C C—C
C C
H H
HC C
H
H H1 2
3 4
0.134
C=C 0.133nmC–C 0.154nm
（ 1）丁二烯的结构
1 2 3 4
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=CH–CH=CH2能准确表达？
05-6 2-丁 烯定域键.swf
0 5 - 7 丁二烯离域键,s w f
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（ 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 C—C键长,0.140nm H H
HH
H
H
1s 1s
1s 1s
1s1s
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。
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第五讲 ——总结
sp
离域键弯曲键?键?键类型
1200视几何 形状18001200109.50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
sp2sp3sp2sp3杂化
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第五讲 ——作业
CH3
CH3
–C–
O
–COOH
HO– –CH2–CH2–C–CH3
O O
O
O
Cl
Br
OCH2CH=CH2
CH2–CH–CH2Cl
O
1、
4、
6、
2,3、
5、
7、
——系统命名补充练习 (选作 )
