有機化合物概述(結構,分類,命名,物理化學性質)

�。ǘ�）化合物的構型和構型式

　　構造式只是在平面上表示分子中各原子或原子團的排列次序和結合方式，是兩維的。但是，分子結構是立體的，應當用三維表示法。例如最簡單的甲烷分子，碳原子位于正四面體的中心，四個氫原子位于正四面體的四個頂點[圖10-5（a）]。

　　為了形象地表明分子中各原子在空間的排布，往往借助分子模型表示。最常用的分子模型有兩種，一是用各種顏色的圓球代表不同的原子，用木棍代表垢子間的鍵。這種用圓球和木棍做成的模型稱為球棒模型[圖10-5（b）]。另一種是根據(jù)實際測得的原子半徑和鍵長按比例制成的模型，叫做比例模型[圖10-5（c）]。它能更準確地表示分子中各原子間的相互關系。

圖10-5

　　在具有確定構造的分子中，各原子在空間的排布叫做分子的構型。為了在平面上表示有機化合物分子的立體結構，通常把兩個在紙平面上的鍵用實線畫出，把在紙平面前方的鍵用粗實線或楔形實線表示，在紙平面后方的鍵用虛線或楔形虛線表示（圖10-6）。這種三維式就是構型式。

甲烷　　　　　　　　　正丁烷　　　　　　　　　　丙酮　

圖10-6　甲烷、正丁烷和丙酮的三維表示法

　　但是，為了方便起見，在本書的大部分章節(jié)都用構造式。

　　六、共價鍵參數(shù)

　　第四章中曾討論過共價鍵的概念，這里再討論一下共價鍵的性質。

　　鍵長、鍵角、鍵能及鍵的極性等參數(shù)可以表征有機分子中共價鍵的某些性質。它們對探討有機化合物的結構和性質是十分重要的。

　�。ㄒ唬╂I長

　　在正常的、未激發(fā)的分子中，各原子處于平衡的位置。這時兩個成鍵原子核中心間的距離就是該鍵的鍵長，一般用納米（nm）表示。鍵長取決于成鍵的兩個原子的大小及原子軌道重疊的程度。成鍵原子及成鍵的類型不同，其鍵長也不相同。例如，C-C、C=C及C≡C的鍵長分別是0.154、0.133和0.121nm，即單鍵最長，雙鍵次之，三鍵最短。

　　（二）鍵 角

　　分子中某一原子與另外兩個原子形成的兩個共價鍵在空間中的夾角，叫做鍵角。它的大小與分子的空間構型有關。例如，烷烴的碳原子都是sp3雜化的，所以H-C-C或H-C-H的鍵角都接近于109°28′；烯烴是平面型分子，碳是sp2雜化的，H-C-H或H-C-C的鍵角接近于120°；炔烴是線型分子，碳的雜化方式是sp，所以H-C-C的夾角為180°。

　　鍵角的大小是影響化合物性質的因素之一。例如環(huán)丙烷的C-C-C鍵角比正常的C-C-C鍵角小，因此它不太穩(wěn)定。

　�。ㄈ�）鍵能和鍵離解能

　　在25℃和101.325kPa下,以共價鍵結合的A、B兩個原子在氣態(tài)時使鍵斷裂，分解為A和B兩個原子（氣態(tài)）時所消耗的能量叫做鍵能。一個共價鍵斷裂所消耗的能量又叫做共價鍵的離解能。對于雙原子分子來說，鍵能就等于離解能。鍵的離解能反映了以共價鍵結合的兩個原子相互結合的牢固程度：鍵的離解能愈大，鍵愈牢固。但對多原子分子來說，鍵能和鍵離解能是兩個不同的概念。多原子分子的離解能是指斷裂一個給定的鍵時所消耗的能量，而鍵能則是斷裂同類型共價鍵中的一個鍵所需要的平均能量。

　　表10-1列舉了一些化合物的鍵的離解能。一般地說，它對我們較為有用。

表10-1 一些化合物的鍵離解能

上一頁  [1] [2] [3] [4] [5] 下一頁