第一章有机化合物概述（课件）《有机化学基础》有机化合物的特性同步教学（人卫版第4版）

有机化合物的特性 不论在实验室还是在工业生产中都有广泛的应用。 一般包括沸点、熔点、溶解性、相对密度和折射率。 如沸点和熔点是纯物质最重要、最基本的两个物理常数，因此根据沸点和熔点可以鉴定有机物，也可以判断有机物是否纯净。 不同物质具有不同的沸点，根据它们沸点之间的差异，用精馏的方法可以从液体混合物中分离出纯的物质。 根据有机物溶解性的不同可以实现有机物的分离。 2 2 分子间作用力 分子间作用力是指分子间的相互作用，比化学键能小1或2个数量级，对物质的物理性质有明显的影响。 分子间作用力通常包括色散力、静电力和氢键。 3 4 一、色散力 瞬时偶极：由于带电粒子的相对运动而在某一时刻产生的偶极。 色散力：瞬时偶极之间的相互吸引力。 ●色散力的大小与分子的极化率和分子间的接触面积有关。 ●色散力没有方向性和饱和性，既存在于非极性分子间， 也存在于极性分子间。 瞬间偶极的相互吸引 直链烷烃和2-甲基支链烷烃的沸点特点： 1 沸点随着碳原子数的增加而升高； 2 同碳数的带有支链烷烃的沸点比直支链烷烃的沸点低。 同碳数的卤代烃沸点由高到低的顺序： 碘代烷>溴代烷>氯代烷>氟代烷 * 可极化度作用的结果。 6 二、静电力 静电力：极性分子的固有偶极之间的相互吸引力，只存在于极性分子之间。 ●静电力的大小与分子的偶极矩、温度、分子间距离有关。 6 一个极性分子的偶极正端与另一个极性分子的偶极负端之间的相互吸引作用。 Bp (1atm) -6℃ 49℃ 三、氢键 当氢原子与电负性较大、原子半径较小、负电荷较集中的原子如F、N、O相连时，氢带正电性。由于氢原子的半径很小，电荷密度大，可以与另一个负电荷比较集中的F、N、O原子产生强烈的静电吸引作用，形成氢键。 ● 氢键具有方向性和饱和性，其大小与原子的电负性 和原子半径有关。 ● 分子间作用力的强度： 氢键 > 静电力 > 色散力。 8 8 氢键对一个分子的物理及化学性质起着重要的作用： 分子间氢键能使沸点升高，也常使熔点升高； 如果在溶剂和溶质间形成氢键，溶解度会大幅度提高； 氢键几乎能改变所有光谱中的谱带位置； 分子内氢键能改变多种化学性质，如互变异构平衡中烯醇式的含量等。 bp (1atm) -6℃ 49℃ 97℃ 分子内氢键 邻羟基苯甲醛（分子内氢键） 对羟基苯甲醛（分子间氢键） 有较高的蒸汽压 蒸汽压较低 10 §4.2 有机化合物的沸点 沸点（bp）主要取决于分子间作用力。 (1) 如果分子极性相同，bp随相对分子质量增大而升高。 ●同系物bp随碳原子数增多而升高。 10 11 (2) 如果分子极性相同，相对分子质量也相同，则bp随分子间接触面积增大而升高。 ●同碳异构体中，bp：直链>支链；支链越多，bp越低。 11 (3) bp随分子极性增强而升高。 (4) 分子间有氢键，bp明显升高。 13 酰胺氨基上的氢原子与另一分子中的氧原子形成强的分子间氢键。 [练习] 将下列化合物按其沸点的高低排列顺序 A>B>C>D C>A>B>D A>B>C>D>E 16 有机化合物的熔点(mp) 有机化合物的熔点不仅与分子间作用力有关，还与分子在晶格中的排列有关。 ●一般来说，分子对称性高、排列整齐的，mp高。 16 18 有机化合物沸点和熔点的高低决定了它们的物理状态。在常温常压（25℃，1atm）下，有机化合物的物理状态如下表： 有机化合物的物理状态 19 气体 液体 固体 烷烃 C1~C4直链 C5~C17直链 C18 烯烃 C2~C4 C5~C18 C19 炔烃 C2~C4 C5~C18 C19 芳烃 单环大多数为液体 多环及稠环大多为固体 卤代烃 CH3Cl，CH3CH2Cl，CH3Br 小于C15一元卤烷 大于C15卤烷 20 气体 液体 固体 醇 C1~C12 C13 醚 CH3OCH3，CH3OCH2CH3 多为液体 酚 多为固体 醛、酮 HCHO <C12 C12 羧酸 C1~C9 C10 羧酸衍生物 低级 高级 硝基化合物 脂肪族 大部分芳香族 胺 CH3NH2, (CH3)2NH (CH3)3N CH3CH2NH2 丙胺以上 高级胺 21 有机化合物的溶解性 一、溶剂的分类 21 按极性分类 极性溶剂（介电常数e>15) 非极性溶剂（介电常数e<15) 按溶剂结构分类 质子溶剂：分子中有可以作为氢键的给 体