高等有机化学 第一章 绪论级精选文档.ppt

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1、高等有机化学 第一章 绪论级2023/1/311本讲稿第一页，共六十五页端正学习态度，认真扎实地学；端正学习态度，认真扎实地学；有事请假；有事请假；对老师有什么要求提出来；对老师有什么要求提出来；完成必要的作业。完成必要的作业。基本要求基本要求2023/1/312本讲稿第二页，共六十五页第一章第一章绪论绪论什么是高等有机化学？高等有机化学的研什么是高等有机化学？高等有机化学的研究对象是什么？高等有机化学与有机合成究对象是什么？高等有机化学与有机合成关系是什么？关系是什么？2023/1/313本讲稿第三页，共六十五页第一节第一节为什么学习高等有机化学为什么学习高等有机化学n 同学们已经学过有机化

2、学，已经知道：有同学们已经学过有机化学，已经知道：有机化学是研究有机化合物的机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、组成、结构、性质、变化、合成和应用变化、合成和应用的化学分支，已形成一门的化学分支，已形成一门独立的学科。独立的学科。一、一、ContentsofAdvancedOrganicChemistry2023/1/314本讲稿第四页，共六十五页n有机化学中主要介绍内容的是：有机化学中主要介绍内容的是：（1）有机化学的基本概念和术语。）有机化学的基本概念和术语。（2）大篇幅介绍有机官能团化学。）大篇幅介绍有机官能团化学。（3）大量的经验事实。）大量的经验事实。2023/1/315本讲稿

3、第五页，共六十五页n 同时少量介绍了有机化合物结构理论、有机同时少量介绍了有机化合物结构理论、有机活性中间体、有机反应机理、有机合成等内活性中间体、有机反应机理、有机合成等内容，但很不系统。容，但很不系统。n 正是由于有机化学教学内容的特点，我们常正是由于有机化学教学内容的特点，我们常常把这一阶段以介绍官能团化学为主的有常把这一阶段以介绍官能团化学为主的有机化学称为基础有机化学或普通有机化学。机化学称为基础有机化学或普通有机化学。2023/1/316本讲稿第六页，共六十五页高高等等有有机机化化学学亦亦称称物物理理有有机机化化学学，有有人称理论有机化学。人称理论有机化学。研研究究内内容容研研究究

4、有有机机化化合合物物的的结结构构、性性质质、反反应应，以以及及结结构构和和性性质质的关系。的关系。研究目的研究目的指导探索反应条件、指导有机合成。指导探索反应条件、指导有机合成。理理论论基基础础主主要要是是量量子子化化学学和和以以此此为为依依据据的的化化学学键键理理论论和和电电子子理理论。论。2023/1/317本讲稿第七页，共六十五页二、二、TheRelationbetweenAdvancedOrganicChemistryandOrganicSynthesesn高等有机侧重点：有机理论；高等有机侧重点：有机理论；n有机合成侧重点：合成方法和合成路线；有机合成侧重点：合成方法和合成路线；n高

5、高等等有有机机指指导导有有机机合合成成，有有机机合合成成证证实实高等有机，应用于实际。高等有机，应用于实际。2023/1/318本讲稿第八页，共六十五页有机合成不能光靠讲课来学好，要做大量的实验。有机合成不能光靠讲课来学好，要做大量的实验。写一个反应很容易，实施起来就不容易。特别是实验手段很重要。写一个反应很容易，实施起来就不容易。特别是实验手段很重要。高高等等有有机机学学不不好好，有有机机合合成成就就无无法法学学。因因为为有有机机合合成成是是建建立立在在掌掌握握大大量量有机反应类型的基础上。有机反应类型的基础上。2023/1/319本讲稿第九页，共六十五页高高等等有有机机学学不不好好，有有机

6、机合合成成就就无无法法学学，因因为为有有机机合合成成是是建建立立在在掌掌握握大大量有机反应类型的基础上。量有机反应类型的基础上。而高等有机主要讲有机反应的性质和结构的关系，而高等有机主要讲有机反应的性质和结构的关系，讨论大量的反应类型。讨论大量的反应类型。2023/1/3110本讲稿第十页，共六十五页n高等有机化学从严格意义上讲，不是一个单独的高等有机化学从严格意义上讲，不是一个单独的学科，只是作为讲授高一级有机化学知识的一门学科，只是作为讲授高一级有机化学知识的一门课程。它的内容应该包括课程。它的内容应该包括物理有机、有机合成、物理有机、有机合成、天然有机、有机分析等内容。天然有机、有机分析

7、等内容。2023/1/3111本讲稿第十一页，共六十五页n物理有机研究有机分子结构与其物理、化学及生物理有机研究有机分子结构与其物理、化学及生物等性能之间的关系，阐明有机反应的机理的细物等性能之间的关系，阐明有机反应的机理的细节与规律（如反应途径、过渡态与反应中间体、节与规律（如反应途径、过渡态与反应中间体、能量关系、立体化学特征以及环境效应），并用能量关系、立体化学特征以及环境效应），并用理论化学的方法来计算和预测已知和未知化合物，理论化学的方法来计算和预测已知和未知化合物，中间体及过渡态等特性和各种反应途径。中间体及过渡态等特性和各种反应途径。2023/1/3112本讲稿第十二页，共六十五

8、页n物理有机化学与有机化学中各主要分支和新的物理有机化学与有机化学中各主要分支和新的边缘领域，例如有机合成、生物有机、金属有机、边缘领域，例如有机合成、生物有机、金属有机、光化学、药物化学以及高分子化学等均有密切的光化学、药物化学以及高分子化学等均有密切的联系。联系。2023/1/3113本讲稿第十三页，共六十五页n现代有机化学发展的规律表明，物理有机现代有机化学发展的规律表明，物理有机化学对其它有机化学分支和边缘学科的发化学对其它有机化学分支和边缘学科的发展起着理论指导作用，并相互渗透相辅相展起着理论指导作用，并相互渗透相辅相成。成。物理有机化学是当今有机化学中最富活力和重要性的领域之一。物

9、理有机化学是当今有机化学中最富活力和重要性的领域之一。2023/1/3114本讲稿第十四页，共六十五页n美国国家研究委员会（美国国家研究委员会（NRC）发布的化学发展战）发布的化学发展战略中提出的五个优先发展前沿领域，与物理有机略中提出的五个优先发展前沿领域，与物理有机化学有关的就有三个，即化学有关的就有三个，即化学反应活性、化学催化学反应活性、化学催化、生命过程中的化学化、生命过程中的化学，其首要的前沿（化学反，其首要的前沿（化学反应活性）对于有机化学来说，也是物理有机的核应活性）对于有机化学来说，也是物理有机的核心方向。心方向。2023/1/3115本讲稿第十五页，共六十五页n在国际上，美

10、、英、德、日等工业发达国家在国际上，美、英、德、日等工业发达国家在物理有机化学研究与广度方面处于领先地在物理有机化学研究与广度方面处于领先地位，涌现了一些作出杰出贡献的物理有机化位，涌现了一些作出杰出贡献的物理有机化学家。学家。2023/1/3116本讲稿第十六页，共六十五页n我国物理有机研究起步于上世纪我国物理有机研究起步于上世纪60年代，年代，80年年代以后有了迅速发展。目前，在上海有机化学代以后有了迅速发展。目前，在上海有机化学研究所、兰州大学、南开大学、中科院化学所、研究所、兰州大学、南开大学、中科院化学所、理化所、大连化物所、北京师范大学、中山大理化所、大连化物所、北京师范大学、中山

11、大学等单位具有较强的研究队伍或有特色的研究学等单位具有较强的研究队伍或有特色的研究小组。在若干重要前沿领域获得具有国际水平小组。在若干重要前沿领域获得具有国际水平的研究成果或进入国际领先行列。的研究成果或进入国际领先行列。2023/1/3117本讲稿第十七页，共六十五页n由于有机合成、有机分析均有专门课程，再加由于有机合成、有机分析均有专门课程，再加上学时的限制。本课程主要讲授上学时的限制。本课程主要讲授物理有机化学物理有机化学最基本的知识最基本的知识。2023/1/3118本讲稿第十八页，共六十五页三、三、ThemethodofStudyingAdvancedOrganicChemistry

12、n以以老老师师的的讲讲课课为为纲纲，主主要要靠靠自自学学。32个个学时讲不了多少内容！学时讲不了多少内容！2023/1/3119本讲稿第十九页，共六十五页参考书参考书n MARCHS ADVANCED ORGANICCHEMISTRY;6th Edition;Michael B.Smith,JerryMarch该书的第五版在该书的第五版在2009年已由清华大学年已由清华大学李艳梅教授翻译李艳梅教授翻译第一部分，第一部分，9章，基础理论；章，基础理论；第二部分，第二部分，10章，反应与反应机理；章，反应与反应机理；大大量量的的原原始始文文献献OrganicSyntheses(OS)出出处。处。2

13、023/1/3120本讲稿第二十页，共六十五页n高等有机化学高等有机化学王积涛编王积涛编n物理有机化学（上、下）物理有机化学（上、下）高振衡编高振衡编n高高等等有有机机化化学学美美CareyandSundberg,夏炽（夏炽（chi）中译分）中译分A、B两卷：两卷：A卷：有机结构理论，卷：有机结构理论，B卷：反应与合成卷：反应与合成n高等有机化学基础（第三版）高等有机化学基础（第三版）荣国斌编荣国斌编2023/1/3121本讲稿第二十一页，共六十五页第二节第二节有机化学重要分支有机化学重要分支n 同学们已经学过有机化学，都已经知同学们已经学过有机化学，都已经知道：有机化学是研究有机化合物的道：

14、有机化学是研究有机化合物的组成、组成、结构、性质、变化、合成和应用结构、性质、变化、合成和应用的化学分的化学分支，已形成一门独立的学科。支，已形成一门独立的学科。2023/1/3122本讲稿第二十二页，共六十五页有机化学发展经历经了一个很长的历史发展时期。有机化学发展经历经了一个很长的历史发展时期。作为化学学科下的二级学科。现已形成一个作为化学学科下的二级学科。现已形成一个完整的有机化学科学体系。完整的有机化学科学体系。有机化学学科，有机化学学科，枝繁叶茂，成长为一棵参天大枝繁叶茂，成长为一棵参天大树树2023/1/3123本讲稿第二十三页，共六十五页有机化学的分支树有机化学的分支树2023/

15、1/3124本讲稿第二十四页，共六十五页一、有机化学的主要分支学科一、有机化学的主要分支学科n用物理和物理化学的概念、理论和方法研究用物理和物理化学的概念、理论和方法研究有机化合物的结构和反应机理等问题的基础有机化合物的结构和反应机理等问题的基础学科。物理有机化学是有机化学的理论基础，学科。物理有机化学是有机化学的理论基础，也是高分子化学和生物有机化学的理论基础也是高分子化学和生物有机化学的理论基础之一。之一。1.物理有机化学物理有机化学2023/1/3125本讲稿第二十五页，共六十五页（1）有机化学反应途径的宏观及微观细节；协同有机化学反应途径的宏观及微观细节；协同/非协同反应；离子非协同反

16、应；离子/非离非离子反应；基态子反应；基态/激发态（光、电、磁、高压、声诱导）等。激发态（光、电、磁、高压、声诱导）等。（2）活性中间体的发现及确证。）活性中间体的发现及确证。（3）线性自由能的关系、结构与性能关系的研究。线性自由能的关系、结构与性能关系的研究。（4）有机光化学。）有机光化学。2023/1/3126本讲稿第二十六页，共六十五页（6）生命科学中的物理有机化学研究，主）生命科学中的物理有机化学研究，主/客体化学。客体化学。（6）量子有机化学由静态向动态方向的发展。）量子有机化学由静态向动态方向的发展。（7）C60作为碳元素的第三种同素异性体或是第一种分子碳形式，作为碳元素的第三种同

17、素异性体或是第一种分子碳形式，C60经过经过亲核进攻或卡宾进攻可进一步官能团化及衍生化；亲核进攻或卡宾进攻可进一步官能团化及衍生化；C60可包含镧系元素、与可包含镧系元素、与锇铂配位；对单线态氧的敏化作用锇铂配位；对单线态氧的敏化作用2023/1/3127本讲稿第二十七页，共六十五页n从元素、简单的无机物或有机物，通过化学从元素、简单的无机物或有机物，通过化学反应制备其它有机化合物的过程叫有机合成。反应制备其它有机化合物的过程叫有机合成。应用于制备有机化合物的化学反应称为有机应用于制备有机化合物的化学反应称为有机合成反应。有机合成化学就是研究有机合成合成反应。有机合成化学就是研究有机合成基本规

18、律，去合成各种有机物的科学。它的基本规律，去合成各种有机物的科学。它的主要任务是，研究指定结构有机物的合成和主要任务是，研究指定结构有机物的合成和寻求能用于合成的新试剂、新反应、新方法。寻求能用于合成的新试剂、新反应、新方法。它是有机合成工业的基础。它是有机合成工业的基础。2.有机合成化学有机合成化学2023/1/3128本讲稿第二十八页，共六十五页（1）1981-1989年年，Harvard大学的大学的YoshitoKishi教授率领教授率领24位研究生和博士后，经位研究生和博士后，经8年努力，完成了年努力，完成了海葵毒素海葵毒素(Palytoxin)的全的全合成（合成（JACS1989,1

19、11,7525-7530，7530-7533;JACS1994,116,11205-11206.）2023/1/3129本讲稿第二十九页，共六十五页2023/1/3130本讲稿第三十页，共六十五页nPalytoxin是有海洋生物中分得的一个巨毒物（大鼠中量是有海洋生物中分得的一个巨毒物（大鼠中量的致死中量的致死中量LD50为为0.050.1g/kg），含由），含由64个手性中心个手性中心和和7个骨架内双键。个骨架内双键。nPalytoxin分子式分子式C129H223N3O54,相对分子量为相对分子量为2681。由。由于有机合成的热点已部分地让位于方法学和分子功能与活于有机合成的热点已部分地让

20、位于方法学和分子功能与活性的研究，这项工作在有机化学界并没有引起特殊的轰动，性的研究，这项工作在有机化学界并没有引起特殊的轰动，但仍被誉之为有机合成中的珠穆朗玛峰。但仍被誉之为有机合成中的珠穆朗玛峰。2023/1/3131本讲稿第三十一页，共六十五页（2）另一项代表性成就是由）另一项代表性成就是由2个实验室个实验室100多多位合成化学家在位合成化学家在Woodward和和Eschenmoser领导下，在七、八十年代中完成的领导下，在七、八十年代中完成的VitaminB12的合成的合成以和以和Paquette从事的结构上非常从事的结构上非常有趣的五角十二烷有趣的五角十二烷(pentagonalD

21、odecahedrane)的合成。的合成。2023/1/3132本讲稿第三十二页，共六十五页VitaminB12（化学名称为钴胺素（化学名称为钴胺素（Cobalamin）2023/1/3133本讲稿第三十三页，共六十五页是由是由12个个正五边形所组成的正多面体，它共有正五边形所组成的正多面体，它共有20个顶点、个顶点、30条棱、条棱、160条对角线条对角线2023/1/3134本讲稿第三十四页，共六十五页n研究有机化合物组成和结构的定性和定量分析的研究有机化合物组成和结构的定性和定量分析的有机化学分支。有机化学分支。（1）高效分离方法和微量分析技术的紧密结合是有）高效分离方法和微量分析技术的紧

22、密结合是有机分析的一大特色。在当前面临的生命科学、环机分析的一大特色。在当前面临的生命科学、环境科学、能源、新材料科学等问题中都涉及到复境科学、能源、新材料科学等问题中都涉及到复杂系统的杂系统的痕量或微量的分离分析痕量或微量的分离分析问题。问题。3.有机分析化学有机分析化学2023/1/3135本讲稿第三十五页，共六十五页（2）气相色谱的发展是高效分离的突破口。）气相色谱的发展是高效分离的突破口。（3）超临界流体色谱，效率高于液相色谱，而分析）超临界流体色谱，效率高于液相色谱，而分析对象则比气相色谱广。对象则比气相色谱广。（4）毛细管电泳，毛细管电动力色谱。）毛细管电泳，毛细管电动力色谱。（5

23、）核磁共振：）核磁共振：600M及以上核磁的广泛应用。及以上核磁的广泛应用。3D核磁、核磁、反相反相、接力接力间接检测技术。间接检测技术。2023/1/3136本讲稿第三十六页，共六十五页（6）质谱：新的解析电离技术及应用。）质谱：新的解析电离技术及应用。（7）表面（表层）分析：材料分析中的一个新阵地。）表面（表层）分析：材料分析中的一个新阵地。（8）其它：如高效高速逆流（）其它：如高效高速逆流（HSCCC）技术技术2023/1/3137本讲稿第三十七页，共六十五页4.天然有机化学天然有机化学研究天然有机物的组成、结构、性质以及分离、提纯方法的学科。研究天然有机物的组成、结构、性质以及分离、提

24、纯方法的学科。以研究各种自然界存在的动物、植物资源（包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物以及以研究各种自然界存在的动物、植物资源（包括海洋、陆地和微生物的次级代谢产物以及生物体内源性生理活性物质）为主要研究对象，其目的在于希望从中获得防治人类疾病的生物体内源性生理活性物质）为主要研究对象，其目的在于希望从中获得防治人类疾病的药物，尤其是严重危害人类健康的疾病，例如肿瘤、艾滋病、心脑血管等的药物，高效低药物，尤其是严重危害人类健康的疾病，例如肿瘤、艾滋病、心脑血管等的药物，高效低毒农药以及能促进农业生产、改良品种的物质。毒农药以及能促进农业生产、改良品种的物质。2023/1/3138本讲稿第三十

25、八页，共六十五页5.金属与元素有机化学金属与元素有机化学包括金属有机化学和非金属有机化学，主要研究金属、准金属和非金属有包括金属有机化学和非金属有机化学，主要研究金属、准金属和非金属有机化合物的有机化学分支。主要有四个重要支柱的有机磷、氟、硼、硅和金机化合物的有机化学分支。主要有四个重要支柱的有机磷、氟、硼、硅和金属有机化学。属有机化学。2023/1/3139本讲稿第三十九页，共六十五页（1）有机磷：有机磷：农药、医药、阻燃剂、萃取剂、农药、医药、阻燃剂、萃取剂、润滑油添加剂、水处理剂、润滑油添加剂、水处理剂、Wittig反应等。反应等。（2）有机氟：原子能工业、火箭技术、宇航技）有机氟：原子

26、能工业、火箭技术、宇航技术。术。（3）有机硼：还原剂和手性试剂。与金属和其）有机硼：还原剂和手性试剂。与金属和其它杂原子的结合的高选择性的新反应及硼笼它杂原子的结合的高选择性的新反应及硼笼化合物在农药、催化剂、耐燃及高能材料组化合物在农药、催化剂、耐燃及高能材料组分方面的应用是主要发展方向。分方面的应用是主要发展方向。2023/1/3140本讲稿第四十页，共六十五页（4）有机硅：不饱和有机硅，生物有机硅、以）有机硅：不饱和有机硅，生物有机硅、以及硅烯、硅宾、硅的及硅烯、硅宾、硅的3d空轨道化学及多硅烷空轨道化学及多硅烷等。等。（5）金属有机化学：）金属有机化学：C-M键的活性是近代化键的活性是

27、近代化学前沿领域。学前沿领域。2023/1/3141本讲稿第四十一页，共六十五页lC-M键的活性是近代化学前沿领域。主要方键的活性是近代化学前沿领域。主要方向：有重要意义的新型金属有机化合物（特向：有重要意义的新型金属有机化合物（特别是新型过渡金属和稀土金属有机化合物）别是新型过渡金属和稀土金属有机化合物）的合成、结构、反应性能和机理的研究，应的合成、结构、反应性能和机理的研究，应用于高选择性有机合成似的金属有机试剂及用于高选择性有机合成似的金属有机试剂及催化剂以及类似酶效能的金属有机合成反应、催化剂以及类似酶效能的金属有机合成反应、均相催化、一碳化学均相催化、一碳化学(CO,CO2)、C-H

28、键的活键的活化，合成具有特殊光电磁性能的新型金属有化，合成具有特殊光电磁性能的新型金属有机化合物的合成（如非线性光学材料、超导机化合物的合成（如非线性光学材料、超导材料）。材料）。2023/1/3142本讲稿第四十二页，共六十五页6.其它分支其它分支有机光化学、有机电化学有机光化学、有机电化学等小分支学科。等小分支学科。有机化学还与其它学科交叉形成众多分支边缘学科：如，有机化学还与其它学科交叉形成众多分支边缘学科：如，药物有机药物有机化学、农业有机化学、量子有机化学、地球有机化学化学、农业有机化学、量子有机化学、地球有机化学等等。等等。2023/1/3143本讲稿第四十三页，共六十五页二、有机

29、化学重要应用领域二、有机化学重要应用领域1.药物化学药物化学2.农药化学农药化学3.有机功能材料：有机功能材料：有机导体、有机超导体、导电聚合物。有机与高分子非线有机导体、有机超导体、导电聚合物。有机与高分子非线性光学材料。有机铁电体、有机半导体、光导体、液晶、分子器件、功能性光学材料。有机铁电体、有机半导体、光导体、液晶、分子器件、功能性染料以及其它有特殊性能的有机材料。性染料以及其它有特殊性能的有机材料。4.香料化学等。香料化学等。2023/1/3144本讲稿第四十四页，共六十五页第三节第三节CovalentBonding宏观物体的运动我们用牛顿三大定律来宏观物体的运动我们用牛顿三大定律来

30、描述：描述：F=maF=-F惯性定律惯性定律一、一、WaveEquation2023/1/3145本讲稿第四十五页，共六十五页微观粒子要用微观粒子要用Schrdinger方程来描述：方程来描述：H(x,y,z)=E(x,y,z)式中，式中，E是体系的能量是体系的能量h为为Plunk常数，常数，m为微观粒子的质量，为微观粒子的质量，V是位能是位能2023/1/3146本讲稿第四十六页，共六十五页二、关于二、关于Schrdinger方程方程nSchrdinger是是偏偏微微分分方方程程，不不是是推推出出来来的，它是一种大胆的设想；的，它是一种大胆的设想；n正确与否要靠事实来回答；正确与否要靠事实来

31、回答；n目前还没有发现与该方程相冲突的事实；目前还没有发现与该方程相冲突的事实；n要要象象承承认认牛牛顿顿三三大大定定律律一一样样，我我们们必必须须承认它。承认它。2023/1/3147本讲稿第四十七页，共六十五页n问题：问题：l既既然然这这个个方方程程是是正正确确的的，化化学学家家就就应应该该很很容容易掌握它；易掌握它；l根根本本不不要要作作实实验验，只只要要按按这这个个方方程程计计算算一一下下，就就可可以以得得出出分分子子的的结结构构、性性质质、反反应应条条件件、产产率率.，象象我我们们计计算算太太阳阳系系八八大大行行星星的的运行情况一样。运行情况一样。l可是实际上并非如此，原因在于位能函

32、数可是实际上并非如此，原因在于位能函数V。2023/1/3148本讲稿第四十八页，共六十五页在求解过程中要求对这四个量子数有下列限制：在求解过程中要求对这四个量子数有下列限制：我们能精确求解的原子：我们能精确求解的原子：氢原子氢原子n=1，2，3，;l=0，1，2，3n-1(s,p,d,f);m=0，1，2，l；ms=1/2通过求解得出通过求解得出n，l，m,ms等量子数（即轨道）等量子数（即轨道）2023/1/3149本讲稿第四十九页，共六十五页当出了问题时有提出一些修正：诸如屏蔽效应、钻透效应当出了问题时有提出一些修正：诸如屏蔽效应、钻透效应.。然后把氢原子的结构模型套到其他的原子上。然后

33、把氢原子的结构模型套到其他的原子上。对于分子对于分子目目前前能能精精确确求求解解的的分分子子：氢氢分分子子离离子子，其其他他分分子子：只只能能近近似似求解。求解。2023/1/3150本讲稿第五十页，共六十五页l根根据据近近似似方方法法不不同同，我我们们得得到到多多种种化化学学键理论：键理论：近似方法近似方法（1）价键法）价键法(Valence-bondMethod)n包括包括l电子配对法；电子配对法；l杂化轨道理论；杂化轨道理论；这些都是求解的近似方法。这些都是求解的近似方法。（2）分子轨道法）分子轨道法(MolecularOrbitalMethod)2023/1/3151本讲稿第五十一页，

34、共六十五页l近似方法：忽略了许多因素，得出的结论很粗糙。对于它的定量近似方法：忽略了许多因素，得出的结论很粗糙。对于它的定量已无多少实用意义。已无多少实用意义。l有机化学中，只对求解的一些定性结论感兴趣，对它的求解过程有机化学中，只对求解的一些定性结论感兴趣，对它的求解过程及具体的解不感兴趣，这些定性结论即及具体的解不感兴趣，这些定性结论即价键理论和分子轨道理论。价键理论和分子轨道理论。问题问题2023/1/3152本讲稿第五十二页，共六十五页l平时我们对这些理论平时我们对这些理论并不都用。并不都用。究竟用什究竟用什么理论处理，这要看具体问题，那一种来得么理论处理，这要看具体问题，那一种来得方

35、便简单，且又准确，我们就用那一种。方便简单，且又准确，我们就用那一种。l我们在一些场合用价键理论，而在另一场我们在一些场合用价键理论，而在另一场合我们用分子轨道理论。合我们用分子轨道理论。注意注意2023/1/3153本讲稿第五十三页，共六十五页l这两种理论没有说那个好的问题，因为两这两种理论没有说那个好的问题，因为两者都是近似求解，都忽略了一些因素。者都是近似求解，都忽略了一些因素。l对于对于键，我们用价键理论，对于共轭体键，我们用价键理论，对于共轭体系我们用分子轨道理论处理。在这种场合下系我们用分子轨道理论处理。在这种场合下如果我们再用价键理论，就会得出错误的结如果我们再用价键理论，就会得

36、出错误的结论。论。l我们不能说谁比谁更准确，两种理论是互我们不能说谁比谁更准确，两种理论是互补的，我们大家一定要注意。补的，我们大家一定要注意。2023/1/3154本讲稿第五十四页，共六十五页1.Definition of Localized Chemical Bonding.LocalizedChemicalBondingmaybedefinedasbondinginwhichtheelectronsaresharedbytowandonlytwonuclei.DelocalizedChemicalbonding:maybedefinedasbondinginwhichtheelectro

37、nsaresharedbymorethantownuclei.2023/1/3155本讲稿第五十五页，共六十五页所有的所有的键和孤立的键和孤立的键都是定域键。键都是定域键。处理定域键时使用价键理论和分子轨道理论得到同样的结论。处理定域键时使用价键理论和分子轨道理论得到同样的结论。价键理论比较直观，形象、简单，而分子轨道理论比较抽象复杂。价键理论比较直观，形象、简单，而分子轨道理论比较抽象复杂。所以我们处理定域键时使用价键理论；处理离域键时使用分子轨道所以我们处理定域键时使用价键理论；处理离域键时使用分子轨道理论。理论。2023/1/3156本讲稿第五十六页，共六十五页（1）Valence-bo

38、nd(VB)（略（略,复习）复习）（2）Hybridization（略（略,复习）复习）2023/1/3157本讲稿第五十七页，共六十五页2.Delocalized Chemical BondingDefinitionofDelocalizedChemicalBondingDelocalizedChemicalBondingmaybedefinedasbondinginwhichtheelectronsaresharedbymorethantownuclei.2023/1/3158本讲稿第五十八页，共六十五页Inthemolecular-orbitalmethod,bonding is con

39、sidered to arise fromtheoverlapofatomicorbitals.When any number of atomic orbitalsoverlap,theycombinetoformanequalnumberofneworbitals,calledmolecularorbitals.2023/1/3159本讲稿第五十九页，共六十五页Molecularorbitalsdifferfromatomicorbitals in that they are clouds thatsurround the nuclei of two or moreatoms,rathert

40、hanjustoneatom.In localized bonding the number ofatomic orbitals thatoverlap is two(each containing one electron),sothat two molecular orbitals aregenerated.2023/1/3160本讲稿第六十页，共六十五页Oneofthese,calledabondingorbital,has a lower energy than the originalatomic orbitals(otherwise a bondwouldnotform),andt

41、heother,calledan antibonding orbital,has a higherenergy.Orbitalsoflowerenergyfillfirst.2023/1/3161本讲稿第六十一页，共六十五页Sincethetwooriginalatomicorbitalseachheld one electron,both of these electronscannowgointothenewmolecularbondingorbital,since any orbital can hold twoelectrons.The antibondingorbital remai

42、ns empty inthegroundstate.The greater the overlap,the stronger thebond,althoughtotaloverlapispreventedbyrepulsionbetweenthenuclei.2023/1/3162本讲稿第六十二页，共六十五页2023/1/3163本讲稿第六十三页，共六十五页In molecular-orbital calculations,a wavefunction is formulated that is a linearcombination of the atomic orbitals thathaveoverlapped(thismethodisoftencalledtheLinearCombinationofAtomicOrbitals,orLCAO).Addition of the atomic orbitals gives thebonding molecular orbital.Subtraction isalso a linear combination.Subtraction isalsoalinearcombination:2023/1/3164本讲稿第六十四页，共六十五页2023/1/3165本讲稿第六十五页，共六十五页