高分子材料化學(xué)基礎(chǔ)(編輯修改稿)
2025-02-04 13:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 化的 p軌道，這兩個(gè) p軌道可通過線性組合（加加減減）而形成兩個(gè)分子軌道 (π軌道 )： 共價(jià)鍵的形成 p( ? ? ?p( ? ? ?能量?? * ? ? ?? ? ?? ?? ? ?? ? ?? ?+ + ? ? ?? ? :節(jié)面++++有一個(gè)節(jié)面? ? ?? ? :+無節(jié)面+ + (π ) (π* ) 共價(jià)鍵的形成 共價(jià)鍵的基本屬性 成鍵原子的平衡核間距 。 以 nm(109m)表示 。 ? 不同的共價(jià)鍵有不同的鍵長； (高 P10表 12) 例如： C—C 鍵長 C—H 鍵長 C=C 鍵長 C—O 鍵長 ? 相同的共價(jià)鍵 ， 處于不同的化學(xué)環(huán)境時(shí) ， 鍵長也稍有差異 。 (袁 P8表 12) ? 一般地：鍵長越短 ， 化學(xué)鍵越牢固 ， 越不容易斷開 。 (1) 鍵長 共價(jià)鍵的基本屬性 (2) 鍵能 ? 鍵能即鍵的平均解離能。 例如： . CH3CH 4 + HCH 3 ... CH2 +HCH 2..CH... H+...CH ...C. + H H=4 23 K J / m o lHH =4 39 K J / m o l=3 47 K J / m o lH =4 48 K J / m o l 平均值： (423+439+448+347)247。 4=414KJ/mol ∴ C—H的鍵能為 414KJ/mol。 ? 化學(xué)鍵的鍵能越大，鍵越牢固。 (P10表 13) 共價(jià)鍵的基本屬性 (3) 鍵角 ? 鍵與鍵之間的夾角 。 ? 鍵角與成鍵中心原子的雜化態(tài)有關(guān)，也受分子中其他原子的影響。 CHHHH在紙面前方在紙面后方在紙面上立體透視式的寫法 共價(jià)鍵的基本屬性 (4) 鍵的極性和誘導(dǎo)效應(yīng) 鍵的極性是由于成鍵原子的電負(fù)性 (P11表 14)不同而引起的。 例如： H C l C H 3 Cl CH 3 OH? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ?， ，? 一般地： 成鍵原子電負(fù)性差大于 ，形成離子鍵； 成鍵原子電負(fù)性差為 ～ ，形成極性共價(jià)鍵。 a. 鍵的極性 共價(jià)鍵的基本屬性 鍵的極性用偶極矩 (鍵矩 )來度量： μ＝ q d [μ的單位： Cm(庫侖 米 )] q——正、負(fù)電中心的電荷 d ——電荷中心之間的距離 例： H—Cl CH3—Cl 共價(jià)鍵的基本屬性 b. 分子的極性 ? 鍵的極性可引起分子的極性 ， 分子的偶極矩等于鍵的偶極矩的矢量和 。 例如： ? 分子的極性影響化合物的沸點(diǎn)、熔點(diǎn)和溶解度等。 有 極 性 有 極 性CHHHH無 極 性HOHO C O無 極 性C lC HHH 共價(jià)鍵的基本屬性 c. 誘導(dǎo)效應(yīng) 由于成鍵原子的 電負(fù)性 不同而引起的分子中 電子云的轉(zhuǎn)移 稱為誘導(dǎo)效應(yīng) (Inductve effect)。 例如， 1氯丁烷分子中的氯原子有吸電子誘導(dǎo)效應(yīng) (I)： ? ?? ?? ? ?? ? ? ?C H3 C H 2 C H 2 C H 2 C l誘導(dǎo)效應(yīng)的特點(diǎn)： ① 由電負(fù)性的不同而引起。 吸 電子誘導(dǎo)效應(yīng) — I； 給 電子誘導(dǎo)效 — +I； ② 沿 σ鍵傳遞，且隨著碳鏈增長迅速減弱； 2~3 個(gè) C以后，誘導(dǎo)效應(yīng)幾乎為零。 ③ 用直箭頭表示誘導(dǎo)效應(yīng)引起的電子云的轉(zhuǎn)移方向。 共價(jià)鍵的基本屬性 小 結(jié) ? 絕大多數(shù)有機(jī)物分子中都存在共價(jià)鍵。 ? 共價(jià)鍵的鍵能和鍵長反映了鍵的強(qiáng)度，即分子的熱穩(wěn)定性； ? 鍵角反映了分子的空間形象； ? 鍵的偶極矩和鍵的極化性反映了分子的化學(xué)反應(yīng)活性和它們的物理性質(zhì)。 共價(jià)鍵的基本屬性 共價(jià)鍵的斷裂方式與有機(jī)反應(yīng)的類型 ? 發(fā)生均裂的反應(yīng)條件是光照 、 輻射 、 加熱或有過氧化物存在 。 ? 均裂的結(jié)果是產(chǎn)生了具有不成對電子的原子或原子團(tuán) ——自由基 。 ? 有自由基參與的反應(yīng)叫做自由基反應(yīng)或均裂反應(yīng) 。 A B A + BCH 3 + H C lH CH 3 + C l 均裂 共價(jià)鍵的斷裂方式與反應(yīng)類型 異裂 A B A + + B ( C H 3 ) 3 C C l ( C H 3 ) 3 C+ + C l ? 發(fā)生異裂的反應(yīng)條件是有催化劑、極性試劑、極性溶劑存在。 ? 異裂的結(jié)果產(chǎn)生了帶正電荷或負(fù)電荷的離子 。 ? 發(fā)生共價(jià)鍵異裂的反應(yīng)，叫做離子型反應(yīng)或異裂反應(yīng)。 共價(jià)鍵的斷裂方式與反應(yīng)類型 周環(huán)反應(yīng)： 反應(yīng)經(jīng)環(huán)狀過渡態(tài)，舊鍵的斷裂和新鍵的生成同時(shí)進(jìn)行。 +環(huán) 己 烯C H 2C H 21 , 3 丁 二 烯 環(huán) 狀 過 渡 態(tài)=例： 共價(jià)鍵的斷裂方式與反應(yīng)類型 有機(jī)反應(yīng)的類型 烯 烴 的 鹵 代烷 烴 的 鹵 代 、烯 烴 的 反 馬 式 加 成苯 環(huán) 上 的 “ 四 化 ” 反 應(yīng)烯 烴 水 合 、 炔 烴 加 鹵 素 等鹵 代 烴 的 水 解 、 氰 解 等 醛 、 酮 加 H C N 、 N a H S O3等? ?有 機(jī) 反 應(yīng)類 型自 由 基 反 應(yīng)離 子 型 反 應(yīng)自 由 基 加 成自 由 基 取 代親 電 反 應(yīng)親 核 反 應(yīng)親
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