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01 元素和元素周期表 质子的数量在一个原子的核被称为原子序数,或质子数、周淑金、电子的数量在一个电中性原子也等于 原子序数松山机场的总质量的原子做出很近的总数的质子和中子在它的核心。 这个总数被称为大量胡逸舟、 中子的数量在一个原子,中子数,给出了 a - z 的数量。 这个术语是指元素,一个纯物质与原子组成一个单一的善良。在药房“客气”原子的原子数来确定它, 因为它的性质是决定其化学行为。目前所有原子和 Z = 1 a 到 Z = 107是知道的;有107种化学元素。每一 种化学元素起了一个名字和独特的象征。 对于大多数元素都仅仅是一个象征的英文名称缩写形式,一个或两 个字母组成,例如: 一些元素,长久以来,根据他们的拉丁名字符号,例如: 在十七世纪后期开始的工作罗伯特?波以耳,提出当前一个元素的接受和运用的概念,产生了可观的知 识大量调查的特性及其 compounds1元素。在1869年,D.Mendeleev 和 l .迈耶,独立工作能力,提出了周期性 的律法。在现代形式,法律规定的特性是周期函数的元素的原子编号。换句话说,当元素的顺序列出增加原 子序数、元素有相近的财产落在了明确的间隔沿名单。由此,我们有可能安排的名单表格元素的元素有相似 的性质 columns2放置在垂直。这样的安排被称为一个周期 每个水平排的元素构成一段时间。但应该注意的是,不同长度的时期。这是一个非常短只包含二元素, 后面跟着两个短的每8元素,然后两个长期的18个元素组成。下一个阶段包括32元素,最后一期明显不完整 的。这样的安排、元素在同一垂直柱有相似的特点。这些圆柱构成化学家庭或组。这个团体的成员为首的 两8-element 时期为主要集团指定的元素,其他组的成员被称为过渡或内在过渡元素。 在元素周期表,沉重的走线分元素到金属以及非金属矿物等。元素的左本线(除氢)是金属,而那些右边 是非金属矿物等。这个师为方便使用,metalloids-have 接壤的 line-the 元素的性质特点――两者都是金 属以及非金属矿物等。这可以被看见,大部分的元素,包括所有的过渡和内在过渡元素,是金属。 除了氢气、气体、集团的元素是构成了碱金属的家庭。他们是非常活泼的金属,他们永远都不会被发现 在国家自然元素。然而,他们的化合物是广泛的。所有成员的碱金属的家庭,形成离子有一个负责1 +而已。 相比之下,IB -copper 组元素,白银和 gold-are 较为活跃的。他们与碱性金属存在1 +离子在他们的许多化 合物。然而,从大多数过渡元素的特征,它们形成离子有其它的费用。 集团的元素 IIA 被称为碱性地球金属。其特点是离子电荷2 +。这些金属,特别是最后两队中成员的, 几乎是作为反应碱性金属。集团 elements-zinc IIB 铅、镉、汞更少的反应比第二组 A5,但是比较无功比 相邻元素。特点集团建筑费用记在他们的离子也是2 +。 除了硼、集团 IIIA 元素相当活性金属。铝似乎反应惰性向空气,但这种行为的根源是金属形成薄、隐 形氧化铝膜的表面上,即保护大量的金属的进一步氧化。金属离子组的3 + IIIA 形式的费用。由金属集团 希望 scandium、钇、稀土镧系,actinium。 集团外语由一个非金属、碳、两个非金属等、硅和锗,和两个金属、锡、铅。这些要素的每一个物质形 成一些计算公式表明,其他四个原子每组目前外语原子的,例如,四氯化碳 GCl4。IVB 金属集团-titanium、 锆、hafnium 化合物在那时间也形式每组 IVB 原子结合四个其他原子,这些化合物是 nonelectrolytes 纯。 元素的一组包含三个非金属- V 氮、磷、arsenic-and 两种金属锑、铋。- - - - - - -虽然物质 N2O5 公式,PCl5,AsCl5存在,其中没有一个是离子。这些元素 compounds-nitrides 形式,phosphides,arsenides ―离子有指控减三发生。VB 的元素都是金属集团。这些元素形态的各种不同的化合物,其特点是不易推广。 除了钋的元素组上通过是典型的非金属矿物等。 他们有时是已知的,因为,chalcogens,从希腊单词意思 是“灰的建设者” 。在他们的二元化合物存在与金属离子有一个负责2 -。ⅦA 的元素都是非金属和组被称 为非卤素。从希腊术语,意即“盐成形机。 “他们是最无功等,能够反应几乎所有的金属和大多数非金属,包 括对方。组织ⅥB 的元素,ⅦB,VIIIB 都是金属。 它们形成这么多各种各样的化合物,它是不切合实际的在这一点 上,以目前的典型实例的行为作为各自的组。 化学行为的周期性的事实说明了。除了第一周期,每一个周期开始于一个非常活泼的金属。沿着周期连 续元素显示减少金属而言,最终成为非金属,最后,在集团ⅦA,一个很活泼的非金属元素。 每一个时期的结尾 是一个惰性气体元素。 02非金属元素 我们前面所指出的。-nonmetals 展览财产,大大不同于其他的金属。作为一个规则,是电的不良导体非金属 (石墨碳例外)和热量,他们是易碎的,通常是强烈的颜色,并表现出异常广泛的融化和沸点。 他们的分子结构, 通常是包括了普通的共价债券的变化,从简单的双原子分子的 H2,含,i 和 N2期的大分子钻石、硅和硼。 气体的非金属,室温低分子物重量的双原子分子和高尚的气体时发挥非常小的力量。 随着分子量的增大, 我们遇到了一个液体(Br2)和一个固体(i)的蒸气压也表明小的电子的力量。一些非金属的某些性质都列在 表2。 简单的双原子分子并未形成群体的成员由重五和六,在普通的条件。这直接对比这两组的第一个成员, 氮气和氧气。差别产生因为较低的稳定的轨道上形成的π 债券 p 第三和更高的主要能量水平相对于 level2 第二大能源。较大的原子半径和电子云致密元素的三期和更高的不允许平行的轨道上重叠好必要的强 pπ 债券。这是一个普遍的现象――是强壮π 债券只有元素之间形成的第二期。因此,元素氮、氧和形成稳定的 分子和π σ 债券,但各自小组的其他成员,形成稳定结构基于σ 债券只有在普通的条件。 Note3那群七元素形 成双原子分子,但π 债券饱和度不需要价。 硫表现出同素异形体的形式。固态硫存在于两种结晶形式和一种非结晶的形式。斜方硫是通过一种合 适的溶液如 CS2结晶得到的，它在112°C 融化。单斜硫是通过冷却融化的硫形成的，它在119°C 融化。两 种形式的结晶硫都溶解成由 S8分子组成的 S-伽马。S8分子是皱环状的，可以承受住160°C 的温度。超过 160°C,S8分子环被断开,其中的一些片段相互结合形成一个不规则线圈形状的高粘度混合物。在更高的温 度范围内，液态硫变得太粘以至于不能从其容器中倒出。随着它变得更粘，它的颜色也从熔点时的淡黄色 变到深红褐色。 当接近沸点444°C 时,高度螺旋的硫分子部分分解和液态硫的粘度下降。如果把热的液体硫倒入冷水 中淬火,就产生了无定形硫。无定形硫的结构包含每个转角有八个硫原子的高度盘绕的螺旋线,无定形硫的 总体性质被描述为有弹力的，因为它非常像普通橡胶那样延伸。几小时内无定形硫恢复成小菱形晶体和它 的弹性性质也消失了。 硫、重要原料工业化学,发生在当自由的元素,因为中 SO2的火山区,H2S 矿泉水、和用各种各样的硫化 矿石硫铁矿 FeS2如铁、锌 blende ZnS,PbS 方铅矿等,共同形成的石膏 CaSO4?2 H2O,CaSO4硬石膏,barytes BaSO4?2 H2O。硫、或另一种形式,用于大量制造硫酸、肥料、杀虫剂、和纸张。 硫的形式获得焙烧的 SO2在硫化矿石被恢复和转化为硫酸,尽管在过去几年许多这样的异常高二氧化硫 被摒弃通过烟囱。幸运的是,现在经济有利的恢复这些气体,从而大幅度地减少这种污染大气。一个典型的 焙烧反应涉及改变: 磷、低于800℃由 tetratomic 分子,第四名。其分子结构提供价电子的三个,就可以从三个未成对预期 在 p 电子的原子结构,每一个原子都是三 others6相连。而不是一个严格的正交方向,与这三个彼此90°的 债券,债券只有60°角。这种被认为是紧张的结构稳定的相互作用的四个原子(每一个原子都是保税的其他 三个),但是它是最活跃的化学形态磷的含量。这种形式的磷、白色的修改,很自然地被易燃空气中。当加热 到260°C 它改变红磷,其结构是费解的。红色是在空气中磷稳定。但是,就像所有形式的磷,它应该谨慎处 理因其迁移到骨头倾向摄入体内后,导致严重的生理伤害。 元素碳存在于两种水晶的结构――金刚石和石墨。金刚石结构、基于四面体的连接的突变 sp3的轨道中遇到第四组元素。我们可以希望粘结长度增加,硬度降低 diamond-type 水晶。虽然四面体结构的持续的 元素中在这个集团-碳、硅、锗,和灰色锡-原子距离由1.54提高到2.80 A 为炭灰色锡。因此。之间的粘结 强度四大元素范围从很强很虚弱。事实上,灰色的锡是柔软的,它的形式存在 microcrystals 或只是一种粉 末。第四组 diamond-type 典型的水晶元素,它是一个 nonconductor 和其他非金属 properties7显示。 03 IB 组织和 IIB 的元素这些元素有一个更大的体积比用金属化合物,其物理性能差别很大。 黄金是最容易适应和球墨铸铁的稀有金属。它可以成片片0.00001英寸厚度;一克的金属可拉成丝1.8 mi 在 length1。铜和银金属机械也容易的工作。锌是一种小脆在常温下,但可以卷成120°躺在床上到150℃之 间,它将成为一次约200℃脆性温度为- low-melting 锌制备的铁镀锌。电镀铁;干净的铁皮槽可能浸入液体 中锌的制备。一个不同的程序要洒水或空气中尘落在高炉热铁锌薄膜为锌融化,然后涂料。 镉有具体用途因其 low-melting 温度数量的合金。 镉杆用于核反应堆,因为金属是一个很好的中子吸收体。 水银灯及其盐类是有毒的,尽管免费内服金属可能是在一定的条件下。由于其相对较低的沸点和因此 挥发性自然、自由汞决不允许站在一个打开集装箱在实验室里。证据显示其蒸气吸入有害的。 金属合金容易大部分的金属(除铁和白金)形成银汞合金,名字给任何合金汞。 硫酸铜、硫酸或蓝色(CuSO4?5 H2O)是最重要的,且应用广泛使用的铜盐。在加热、盐慢慢丧失水分形 成第一 trihydrate(CuSO4?3 HzO),那么它的一水化物(CuSO4?H2O),最后是白色无水盐。无盐的经常被用来 测试水的存在在有机液体。例如,一些无水酒精铜盐加入(包含水)会变成蓝色,因为水化盐。 硫酸铜是应用于电镀。渔民浸网在硫酸铜溶液抑制生长的生物体,织物会腐烂。油漆专门制定了使用的 脚底上含铜化合物对海洋工艺为附著船底的甲壳动物的生长抑制的及其他有机体。 当稀释氢铵,增添了“一个解决方案是铜离子,(我)一种呈绿色的沉淀中铜(OH)2或一个基本的铜(我) 盐形成。随着越来越多的铵溶解氢这是补充。多余的氨形成一个 ammoniated 复杂和铜离子(我)的组成、铜 (NH3)42 +。该离子仅有轻微的分离,因此在一个很少铜氨溶液(1)离子的存在。不溶性的铜化合物,execpt 硫化铜、溶解铵 hydroxids。形成的铜(一价)的氨离子常被用作检测 Cu2 +因其深,强烈的蓝色。 铜(我)ferrocyanide[Cu2Fe(CN)6]获得一个红褐色沉淀在加入可溶性 ferrocyanide 的一个方案的铜 (一价)的离子。这盐的形成也被用作一个测试存在的铜(一价)的离子。 化合物的金银财宝 硝酸银,有时被称为农历烧损,是最重要的盐用银子作的。它可以很容易融化,浇铸成棒用于通用的创 伤。盐在制备硝酸溶解银与蒸发解决方案。 盐起始原料大部分银化合物,包括 halides 用于摄影。它很容易降低有机减少代理,形成一个黑色的银 矿床精细分布;这行动负责黑色斑点左边手指因处理盐。 不可磨灭的标记油墨和铅笔充分利用这一性质的硝 酸银。 银的卤化物,除了氟化物,非常不溶化合物和可能导致增加解的盐溶液内含有银氯、溴、碘离子。 加上坚实的基础的一个方案银盐氧化银沉淀布朗(Ag2G)。 一个人可能会希望氢氧化物的银沉淀,但是看 起来很不稳定,银氢分解成氧化物和水,事实上,它永远在 all3形成。然而,由于一种基本氧化银绝对自由, 必须有氢离子存在于溶液中。 因为它的静止、金形式相对较少的化合物。两个系列化合物是众所周知的,和三价动词。单价(aurous) 化合物像银化合物(aurous 氯水不溶于水,光敏感),而更高的价(金)化合物倾向于形成复合体。黄金是抵抗 的作用-air 最多化学、氧气、水无效果。普通酸不攻击金属,而是一个混合的盐酸和硝酸溶解(王水)形成 金(我)氯或 chloroauric 酸。行动自由的原因可能是由于在王水氯气。 锌是相当高的活动系列。它很容易与酸反应产生氢和取代从他们不活跃的金属盐。1他行动酸在不洁的锌是快得多比纯锌,因为气泡表面氢气收集纯锌和减缓行动。如果另一个金属存在作为一个杂质,氢被解 放了,从表面的金属污染而不是从锌。电动夫妇对促进行动可能是建立两种金属之间。 氧化锌(氧化锌),使用最广泛的锌化合物,是一种白色粉末在常温下,但改变黄色供暖。 当冷却时,它又 变得白色。氧化锌了锌在空气中燃烧,人们可以通过加热基本碳酸盐岩、或烘烤硫化物。主要利用氧化锌作 为一个橡胶填料制造,尤其在汽车轮胎了。 作为一个身体油漆具有领先优势的白色暗淡气氛在暴露于含硫化 氢。它的遮盖力,然而,比不上那个白色的领先。 04 IIIB-VIIIB 元素组 集团 I-B 包括元素 scandium、钇、稀土镧系,actinium1,两个元素稀土系列 each2 -稀土和十四 actinide 系列。这些元素的主要来源是高重力河和海滩沙 water-sorting 建立过程由一个长期的地质时间。独居石 砂,其中包括了混合稀土磷酸盐、硅酸盐在重钇砂商业来源现在许多这些稀少的元素。 主要的组织氧化数的稀土系列是+ 3,但是一些元素氧化状态。展示变量铈铈形式和铈(III)(4)硫酸 盐,Ce2(SO4)3和 Ce(SO4)2,用于某些氧化还原 titrations。 许多稀土化合物的颜色和都是顺磁性的,大概是 由于未成对电子轨道四层。 所有锕系元素要素具有不稳定核并表现出放射性。那些有更高的原子的数字一直在微量唯一获得。 Actinium(89 Ac),就像镧系,是一个固定的集团希望元素。 IVB 元素组 在这些元素硅化学性质相似,但是他们越来越多,从 hafnium 钛金属。主要是氧化态+ 4,随着硅二氧化 硅),这些元素氧化物的自然发生在少量即可。这个公式和氧化物矿物的名字二氧化钛、金红石、氧化锆、 氧化锆、HfO2,hafnia。 钛是更加丰富,比通常实现。它包含了大约0.44%的地球的外壳。这是超过5.0%的平均成分,首先分析了 月球岩石。锆和钛氧化物出现在小百分比在海边的沙子里了。 钛和锆金属加热他们准备与金属镁的氯。两者都是特别的抗腐蚀和拥有很高的熔点。 纯二氧化钛是一个很白的物质,它正在取代白色导在许多油漆。 其中有的二氧化钛用于白色颜料、 清漆、 硝基漆。它具有最高的折射指数(第2.76章)和最大的遮盖力和白漆的常见的材料。二氧化钛也用于纸张、 橡胶、油毡、皮革、纺织等行业。 集团 VB 要素:钒、铌、钽 这些都是群 VB 过渡元素,主要氧化数+ 5。它们的出现是比较罕见的。 这些金属直接与氧气结合、氯气、氮形成氧化物,氯,和氮化物,分别。一小部分钢钒合金具有更高的抗 拉强度的产品非常坚韧耐冲击和振动。因为这个原因钢钒基合金用于制造高速工具和重型机械设备。采用 钒氧化物作为催化剂在接触过程生产硫酸。铌是很罕见的元素,同有限使用作为合金元素在不锈钢。钽有很 高的熔点(2850 C)和抗腐蚀大多数酸和碱。 VIB 和 VIIB 组元素 铬、钼、钨 VIB 组元素。锰是唯一的重要元素 VIIB 化学集团。所有这些元素展示几个氧化状态,作为金 属元素在较低的氧化状态和为非金属元素在更高的氧化状态。 两个铬和镁是广泛应用于合金,特别是在合金 钢。 集团 VIIIB 金属 VIIIB 包含三个三和弦组的内容。这些三和弦出现在中间的长时间的元素在元素周期表,成员的过渡系 列。任何特定的因素三水平都有许多相似的性质,但有显著区别“三合会”的性质,特别是之间的第一个三 和弦和其他两人。铁、钴、镍更活跃的成员比其他两个三和弦,也更丰富的地壳。金属的第二个和第三个三 和弦,有许多共同的特征,通常分为合在了一起成为白金金属。 这些元素氧化状态和变量所有展品都形成了无数协调化合物。 腐蚀铁暴露于潮湿的空气的动作迅速生锈,形成了一层层硬且易碎保证金氧化物。 氧化不粘在表面的金属一 样,氧化铝和其他某些金属氧化物,但剥去。露出一个干净的物体表面铁的动作的空气。作为一个结果,一块 铁锈掉将完全在较短的时间内如果不采取措施,防止腐蚀。生锈的化学步骤是默默无闻的,但是它已经建立 了一个水合氧化物锈铁、作用而形成的两个氧和水分,而且明显加快的存在微量的碳 dioxide5。 铁的腐蚀抑制该涂料与众多的物质,如油漆、铝制粉镀金、锡、或有机迟延物质或任何铁和锌。合金铁和镍 或铬金属腐蚀钢产量较低。 “阴极保护”的铁腐蚀是减轻也练。对于一些管道和 standpipes 锌、镁棒在地 上铺上一层线将它们连接到一个铁对象有以下效果:土壤水分作为电解质对铁-锌铁减少夫妇在其趋向于成 为导管+。它作为一个阴极,而不是一个阳极。 05 杂卤素和惰性气体化合物 Interhalogen 和高尚的气体化合物组成相对有限的家庭活性极强的重要性和不稳定的分子,其主要作 用是他们 theory1化学粘合测试。起初,它似乎很奇怪的治疗的化学成分和高尚的气体卤素,两组代表极端 的化学活性和惯性,在相同的部分。 表面的差异和高尚的气体卤素大大减少,但是,如果我们将我们的注意力 集中在比较对卤素离子(特别是 F -)与 isoelectronic 高贵的气体原子和高尚的气体卤素原子物质或卤素 positive-oxidation 在他们更高的状态。 惰性气体是例外,他们不情愿要么获得或失去一个电子。卤素离子――因为他们过剩的负电荷,相对于 isoelectronic 高贵的气体原子离子化,都较低的能量和电子亲和力较小。另一方面,高贵的气体阳离子有 更大的电子亲和力和更大的电离能量比 isoelectronic 卤素原子。从这样的考虑,很明显,惰性气体应该减 少无功比卤素离子,但他们应该表现出更高的活性化合物比卤素。 剩余的大问题:是否有任何重要的情况下, 化学惰性气体会被说服,同意产量足以产生稳定的化合物电子吗?答案是可以肯定的是,是的!(同样的问题 可以问卤素原子的电离能量,与惰性气体的人。) 另一个明显的点间的相似度和高贵的气体卤素化合物的特点是大量的电子必须住在价的外壳。对于一 个高贵的气体原子保税,以任何数量的其他原子,八隅律必须超过;卤素原子被保税不止一个原子,相同的一 定是真的。这是一个奇妙的历史事实,虚构的惯性封闭的壳做了大量工作,降低消耗的能量在寻找高贵的气 体化合物,长时间之后,无数的 superoctet 价贝壳是已知的,尤其在 interhalogen 化合物。 我们将 interhalogen 化合物,大致可分为两类:一类是在氧化态0(二进制类似物的基本 diatomics2)和 那些在之一是在一个正式的积极卤素氧化状态。Heterodiatomic 通常很容易在卤素形成所需的对卤素混合 在一个1:1的比例。 债券的能量总是较高分子 heteropolar 比债券的平均能量的两个成分和在某些情况下比 也 。 这 是 这 个 因 素 所 引 发 的 反 应 。 所 有 heterodiatomics2 或 多 或 少 都 在 稳 定 的 环 境 条 件 下 , 除 了 BrF,disproportionates 到 BrF3和 Br2自发。结合在卤素 diatomics 可以归咎到一个单一的债券,形成 p 轨 道重叠。在 heterodiatomics,主要新特点是差有可能轨道重叠的原子间的量子数悬殊的校长(n),极性的差 异及其所产生的贡献的术语来增加债券和离子能量,而且缓解 interelectronic 排斥在氟化物。相对于 difluorine。: Dihalogens(除 F2)通常被分离成原子的反应或 heterolytic 分离的影响下,进攻试剂。 因此,含氢反应, 被认为是位移-从含氯的哦-: 接受 heterolytic 分裂的趋势增长下行集团,i 分子会分开两个稳定的种类; 增加 homolytic 债券的能量减少趋势 heterodiatomic 卤素 homolytic 反应,但是增加的极性增加趋势 heterolytic 反应。因此,ICl 是一个更好的 electrophilic iodinating 剂比 i 与 i 甚至 iodinates 芳香族 化合物。 在 interhalogen 化合物,其中的一个卤素原子可以指派一个积极的氧化状态。 可以预料,难度递增的趋 势反映了归隐原子中的电子在提升组织核心,随着氧化状态。正如所预期的,所有已知的充分 electron-paired 稳定的化合物,而这部连续剧,如果 IF3,IF5,IF7给我们一个均匀的所有可能的分子序列使命 odd-coordination 编号及其相关结构(是没有人知道 nine-coordinate 中立的二进制分子,尽管许多 nine-coordinate 已知化合物)。我们可以补充这系列前面讨论的一些氟化物和讨论氙氟化物下面,从而完 成的主要家庭的分子结构和电子结构,以满足 main-group 元素。在每个案例显示,实验证据表明,分子结构 预测采用 VSEPR 理论。一个 valence-bond 描述超过 eight-valence 电子分子轨道的规定,应当在 d 杂交方 案。一个莫方案没有参与 d 轨道的位置 antibonding 要求电子轨道秩序,因此债券不到一个,超过 eight-valence 分子电子。空轨道的混合的方案能 d antibonding 低能量电子(使孩子们更 antibonding), 并以此而提高光纤的粘接强度。 06无机化合物的分类 成千成千上万的化合物已知的化学家今天。它将不可能学会性质和行为的数量甚至一小部分如果必须完成 个人 compounds1的基础上。幸运的是,大多数化合物可以组合在一起在几类。然后,如果我们能正确地区分 一种化合物。我们就立即意识到综合性能的复合知识性质的那堂课或一组化合物。为例。被列为濒临盐酸 酸。和熟悉的行为,酸作为一个特殊的类,我们马上意识到综合性能的 compound2。有许多化合物我们学习 可分为酸、碱、盐、金属氧化物或非金属氧化物。这五类化合物,排在前三位的-酸、碱、盐――是迄今为 止最 important3? 当一个酸、碱、盐溶于水产生的解决办法是导体电流,也可以被称为电解质。如果没有传导电流发生 时,复合是众所周知的 nonelectrolyte。 通过观察化学公式中我们可根据许多常见化合物以如下的方式。 1。酸,用常规的感觉,会被注意到的 H 首先被写在公式和其他非金属化合物一般。例、盐酸、硫酸、HClO。 2。 传统的基地激进分子持续哦写公式。 第一部分公式的通常是一种金属。 氢氧化钠、 例、 钙(OH)2、 铁(OH)3, 3。 盐是由金属,写第一,再加上一个非金属或根本写最后在一个公式。 例、 氯化钠、 导管(SO4)3、 钙(ClO)2 . 4。氧化合物和氧化物,只有一个元素。 如果硅氧是一种非金属以外,氧化物被归类为非金属氧化物或酸性酐。 后者的名字是由于水加到非金属氧化 物在一定条件下产生的酸。同样地,如果水是远离含氧酸的,酸酐(无水)的结果。 另一类氧化物、金属氧化物或基本 anhydrides,由氧结合一种金属。当水补充基本 anhydrides 在合适的条 件下,立足结果,反之亦然。酸 所有传统意义上的酸含氢,并可能被取代的金属。负部分的酸分子由一个或一个激进的非金属(负价组)。这 些消极价组(除氧化物和氢氧化物)常被称为酸激进分子。 酸是一种化合物,所有的共价原子是抱着一个共享 的电子。当一种酸溶解在水中,离子形成的氢离子的转移(质子)分子与水分子酸- - - - - - - -例如, 这是一例坐标价,未使用的一对电子的从水分子结合形成一个氢离子,离子的印象。离子水合离子的一个氢 离子或质子(H + * H2O),而电离酸在水溶液中形成取决于它,我们通常使用简单 H +写作方程。这类方程的 简化,从而更容易被平衡。 主要特点的能力是一种酸提供氢离子(即质子),因此。酸是一种物质,通常定义为可能提供质子。 性能的酸。一般来说,水'solulions 酸具有下列性质; 1。他们有一种酸味。柠檬。桔子。和其他柑橘类水果欠他们的酸味的存在的味道柠檬酸,酸奶是由于乳酸 的存在。 2。红色石蕊纸他们变成了蓝色。这是一种染料石蕊有一个红色的颜色在酸性溶液和蓝色的基本解决方案; 对浸泡在石蕊称为石蕊纸。这种类型的物质,它使我们能够确定一个解酸性还是碱性,被称为指标。甲基橙 和酚酞是经常使用的其他指标的化学家。3。他们采取行动,某些金属制造氢。这种类型的反应进行了研究与之有关的制备氢。 4。他们与碱反应生产盐和水。 酸是一种常见的强烈的硫酸、硝酸、盐酸《,嗨。其他大多数酸通常只有部分离子化,因此只有中强或弱。 所有的金属氢氧化物都被视为传统的基地。常见的基地只有氢氧化钠,KOH、钙(OH)2和巴(OH)2是略微溶于 水。如果这些化合物被溶解在水中,哦~都是一样的解决方法。 一个水溶液 NH3的也是归类为基地,因为哦-离子存在于解决方案。 在每一个这些化合物的组合,我们找到一个金属(或 NH4)与氢组。正如特点的部分酸氢离子,所以特色的部 分溶于水的基础是氢离子,哦~。后来一个基地的概念将延伸到包括物质氢离子不提供解决方案。 性能的基地。一般来说,水的解决方案(基地)金属氢氧化物具有以下特点: 1。苦味。2。肥皂或滑感。3。石蕊纸变红蓝色的。4。与酸反应形成盐和水。 5。大多数金属氢氧化物是不溶于水。常用的,只有氢氧化钠,KOH、钙(OH)2,巴(OH)2,NH3都不能溶解。 共同的强基地氢氧化钠,KOH、钙(OH)2,巴(OH)2。盐 一种酸和一种碱起反应时产生一种盐和水。氢酸结合以形成水分子的基地。 酸的反应与基地称为中和。 如果所有的水被蒸发从溶液反应后,积极的离子从基地和负离子从酸形成晶格的 固体盐。 结果表明,复方氯化钠,盐,是一个 electrovalent 复合,在固体或离子晶体的状态。水晶是由积极的和消极 的钠离子氯离子以一个明确的模式。一般来说,大多数盐在水晶状态 electrovalent 由离子,以一种明确的 方法。 07无机化合物命名 发现成千上万的新无机化合物已成为必要的修改的传统规则的术语。 一个国际委员会推荐一套规则,命名的 化合物,,现在正在采用一整个世界。许多年长的名字依然使用,但是,我们接下来的讨论将包括在许多情况 下两个新老,着重于后者。其中最主要的变化是由阿尔伯特?提出股票和现在熟知的库存系统的化合物命名 金属氧化物、氢氧化物、盐)金属可能表现超过一个氧化状态。在这种情况下,金属的氧化态显示了一个罗 马数字填空紧接的英语名称所对应的金属的氧化理论。如果金属只有一个普通氧化数、没有罗马数字化使 用。 另一个重要的改变是命名复杂的离子和协调的化合物。 我们将推迟命名后,直到这些化合物进行了讨论。 命名金属氧化物。基地,盐 学生应该有一个好的开始学习命名如果他已经学会了在价表3赋予两项指控在离子和名字 ones2更普遍。一 个复合是一个结合的正面与负面的离子在一定比例的费用,给人一种平衡的名字的名字复合伴随离子,例如, 盐、氯化钠、铝(OH)3是氢氧化铝;FeBr2是铁(I)或溴亚铁溴;Ca(C2H3O2)2是醋酸钙,(所以)由3硫酸铬(I) 或铬硫酸盐,等等。表4给出了一些额外的命名的例子金属化合物。系统使用的两种常见,股票系统者优先考 虑。注意,即使在这个系统;然而的名称,负离子需要获取价表4。 负离子、阴离子,可以 monatomic 或种多原子。所有阴离子 monatomic 有名字结尾 ide。这两种多原子阴离 子也有名字结尾是氢离子的 ide,哦-、氰化物离子、CN -。 许多种多原子含氧阴离子除了另一个元素。 氧原子的数量在这样的 oxyanions 是由等号前的使用 sulffixes 尽管吃,意味着更少、更氧原子分别。在某些情况下有必要表示两个多 oxyanions 相同的元素,前缀海波、 每种,意味着更少、更氧原子分别可能使用。一系列的 oxyanions 表5中已被指定。 大系统的命名与一个更广泛的应用都雇用了希腊前缀氧原子的数量和其它元素在 compound3。前缀(l)使用的是单声道-,有时减少到- - - - - - -星期一,(2)迪-、(3)三-,(4)表示“四”,(5)表示“五”;(6)海格 萨-;(7)hepata -,- - - - - - - octa(八)、(九)nona-and(10)deca -。通常一封是没有前缀(四)来命名 一个非金属氧化物和经常被省略单声道――从名字完全。 股票系统也使用和非金属氧化物。这里的罗马数字指元素的氧化态以外的氧气。 复合 NaHSQ4已酸性质,因为它含有氢&,也是一个盐,因为它既含有金属与酸激进的。含酸性氢这样一个盐被 称为酸盐。磷酸(H3PO4)可能会被逐步中和形成盐,NaH2PO4,Na2HPO4,Na3PO4。前两个酸盐,因为它们含有可 更换的氢。这些盐份的命名方式是打电话给 Na2HPO O4二磷酸氢和 NaH2PO4、钠法磷酸。这些酸磷酸盐是重 要的在控制碱度的血液。第三个化合物,Na3PO4钠磷酸盐,不含有可更换的氢,常被认为是正常的钠磷酸盐、 或磷酸三钠。对于区分出两酸盐。. 从 历 史 上 看 , 前 缀 铋 - 已 被 应 用 于 一 些 酸 盐 命 名 ; 在 工 业 , 例 如 ,NaHCO3 叫 做 碳 酸 氢 钠 和 Ca(HSO3) 钙 bisulfite。自从我- - - - - -是有点误导、系统的命名以上讨论者优先。 如果对一个基羟基自由基是逐渐藉由酸、基本盐可由: 有属性的基本盐基地和与酸反应,形成一个正常的盐和水。一个基本的哦集团在盐就是一位羟基组。我的名 字(OH)2 NO3会铋 dihydroxynitrate。 它的氢原子在酸都换成了两个或两个以上的不同的金属混合盐的结果。因此两个氢原子在硫酸可能被替换 成钠和钾混盐产量 NaKSO4、钠硫酸钾。NaNH4HPO4是一个混合酸盐结晶可能从尿液。 08 BRONSTED 和刘易斯酸碱概念Bronsted-Lowry 概念(1923),根据这一概念,酸是一种物质释放质子(一个质子捐献者)和一个基地是一种物 质结合质子(一个质子受体)。中和反应涉及转会的影响。盐离子,仅仅是的聚集产生一些,但不是所有的中 和反应。 后损失的一个质子酸形成一个基地,因为从逆向反应形成的物质可以获得一个质子。 在同样的方式基础上 形成一个获得一个质子酸。这些关系可用方程,方程和是一个中和反应。 我们看到,是一个竞争中和反应质子在两个基地。酸和碱的表现在方程1(和方程2)是一个共轭双;那是一 种酸的形式,并立足于其共轭损失一个质子和一个基地,形成了具有共轭酸时,它得到质子。 物质具有相同的 下标等式中三个共轭双。这个观念可以给出了实际应用例子。 第一个方程中和反应根据阿伦尼斯的概念以及 Bronsted - Lowry 但,既然基本上符合阿累尼乌斯承认 只有基地哦――,另一个反应是根据他的 concept1排除在外。值得注意的是,在第二个和第三个反应,水作 为一个基地和酸,分别。水,就像许多其它物质既可捐资助学、接受质子,两性根据这一概念。它的功能作为 一个酸比本身存在基地(NH3为例)和一个基地酸的存在比本身(盐酸的例子)。 平衡点的位置上面依靠相对质 子-捐赠能力的两个酸在每种情况下(或相对 proton-accepting 能力的两个基地) 这些关系允许建立尺度的酸和碱的力量。相对酸强度的测量,质子捐赠者的程度的公共基反应 equilibrium2尽速进行。强度相对基地建立质子杂质相似。表8。列出了几个熟悉的物质的顺序排列的酸强 度降低。 自共轭基地的弱酸性强,反之亦然,基地在反应形成的相反顺序给出的力量;也就是说,最强的基地, 在底部的桌面上。 相对强度的基础上,根据 Bronsted 概念,是测量其能力来接受一个质子。任何两个物体之间争夺质子, 一个在另一个获得质子更基本的。例如,水可能竞争为一个质子氯离子,但氯离子太虚弱了作为一个基础, 水很容易接受的质子和 H3O +该反应形式: 另一方面,水会输给在竞争质子水中和氨为质子。以质子从水中氨,迫使水作为一种酸的反应 竞争对手的相对能力为质子可源自表8。最强的根据地质子杂质列表的底部,而最强的酸或质子捐助者 酸在条目上的最上方。 刘易斯的概念(1923)。g . n .刘易斯酸碱概念提出一个在同年,Bronsted-Lowry 概念出现了。定义了一种路易斯酸作为分子或离子,可以接受一个电子对另一个分子或离子,一个基地作为物质分享其电子搭配 酸的作用。因此,一个酸是一种 electron-pair 接受者和基地是一个 electron-pair 捐献者。当路易斯酸反 应与刘易斯基地,因此,形成一个协调共价键。从本质上讲,这是的中和反应。 电子点公式形成机理,阐明了坐标的债券在中和刘易斯酸。一个质子的中和氨分子 酸-碱基 Al3 +、水通过形成经历了刘易斯中和六坐标的债券。 很多转移的反应说明的相对能力刘易斯酸或基地。 例如,氰化物离子较强的基比氟离子凭借自己的能力去取 代了氟离子从 hexafluoroferrate()离子:FeF63 CN - - - - - - - - - - - - - + 有许多反应,适合在路易斯酸碱概念。与质子的得与失 Bronsted-Lowry 的概念,强调电子对刘易斯的 概念- - - - - - -一个刘易斯酸对缺乏一个电子在一个空旷的轨道,或者有一个轨道,可以撤回基地和刘易 斯有 nonbonding 电子对这一对,并能提供另一种物质缺乏一个电子的一对。 显然,刘易斯概念应用,不仅对化学行为相关的 Bronsted-Lowry 观念,而且许多化学反应而不包含质子 转移,因为这个原因,它是最有用的。 其共性也设立规模优势为酸和碱路易斯酸和碱,但比较能够在选定的物 质。 亲核性条件,并 electrophilic 有时用于基地和酸。路易斯酸,一对 electrophilic 接受电子的力量,并 将测量刘易斯的基地提供电子它们的倾向。例如,水是一种较强的基比氯取代,因为水氯离子在提供一个电 子,一双质子: 09配位化合物 化学依据协调复杂的形成是协调的债券。必须有一个 electron-pair 接受者和一个 electron-pair 捐 献者。因此,协调的反应是刘易斯酸碱中和的例子。中央离子是路易斯酸、或 electron-pair 受体,和周围 组织,称为配体,是 electron-pair 刘易斯基地或捐献者。一般来说,这种反应可以描述 远期的反应是协调和逆向反应是分离。两个协调与游离通常发生在逐步时尚当 x 大于 l,这样的一般方 程的总和以上可能是几个逐步方程。 债券的性质不同坐标从本质上的共价,包括双重约束的角色在某些情况下,本质上来说,离子。 配合物的 情况如钠(H2O)x +在水溶液中,钠离子交换相互协调水分子更象一个钠离子交换在水晶氯化钠与周边氯离 子相互作用。结合部队也被视为静电相互作用。在另一个极端,配合物(CN)像铁64 -包括主要的共价连接。 这种差异在行为进一步说明了化合物列于表9。第一个上市是4个化合物,不是 saltlike 物质阳离子或阴离 子是复杂的过程。这是明显的 from1在水溶液组成。然而,这些离子存在的实体,虽然他们的推导的公式可 写成双盐在桌子上。在每一种情况下复杂的离子幸存通过。解决过程,几乎没有证据表明 monatomic 自由配 体或水合离子在溶液中。需要注意的是,可以配体分子、NH3、或阴离子,CN -。二氧化氮,或 F -。在案件 的 VF4(H2O)2 -,钒协调和阴离子和分子配体。第五化合物,Pt2Cl4?4 NH3、既含有复杂的阳离子和复杂的 阴离子在溶液中,固体。最后一个水晶结构内坛说明存在着 CuCl42 -复杂的离子。 然而,当物质溶于水的混合物,monatomic 水合离子的结果。这仅仅表明铜(2)形成一个更稳定的复杂和 水分子配位络合比用氯,高度的离子特征允许快速转换成水合铜(I)在解决方案。 没有 CuCl42――在溶液中, 并不能证明它不是存在于固体。 最近的一个理论,结合已证明有用金属配合物晶体场理论或配位体领域,它表明配体被压缩到中央离子 的配位化合物通过静电引力的费用主要由中央离子和极地 ligands2性质。 引力的程度决定了复杂的稳定性, 依赖收费和大小的离子和配体的中心。 利用该理论,它是可能的能量影响计算多电荷和大小的因素,最后获得价值债券的能量。而后者则是对 于预测性质和类型的配置,大量的化合物。 配体必须极性或极化(非极性分子可怜的协调组织),而且他们通常很有可能形成,如果不分享对电子协 调债券与中央的印象。配体可分为(表10)的基础上形成了一个能力结合金属离子(unidentate)或他们的能力,形成两个债券(可以)。配体,或包含两个供体原子二价,如乙二胺(H2N-CH2-CH2 - NH2)。都可以,因为它 们含有两点或网站,进入债券与中央的印象。 可能是更复杂的配体和许多三齿,四齿,甚至 liexadentate 配体是众所周知的。Polydentate 配体可能 中立和阴离子的网站,配合中央离子,如甘氨酸螯合铁离子。 这两个和非离子型阴离子氧氮有如果不分享对电子,可以配合一个给定的阳离子。一个例子是复杂的 [公司(H2NCH2CO2)3]。在钴配合的氮,每 oxygens 甘氨酸螯合铁。一个 polydentate 配体,在两个或两个以 上的点协调中央离子,形成了一个环形结构如说明复杂的钴 above3乙二胺。这种类型的复杂的被称为 还,polydentate 配体是一个螯合集团。 命名,并以实例说明协调化合物 1。阳离子名叫第一、阴离子的最后一次。 2。负离子配体的名字。例如,结束于阿表10。是氰基-,- - - - - - - hydroxo、氯-,carbonato -。配体 的顺序是字母。 3。中立的单位有历史结局,如 ammine,浅绿-(原 aquo -)、羰基、nitroso -。 4。氧化数量的中央原子情结是罗马数字后面的括号中所指定的元素的名称后。当一个复杂的离子是消极的 名称,中央元素都有-ate 加。 5。中性配合物,如果他们被称为阳离子” 。 6。如果一个复杂的是一个积极的离子、自由基的名字不是在复杂酸的名字完备的化合物。 这些规则将被澄清的举例如下。 10 烷烃 数量的异构体 现在指定的化合物的类名烷烃也被叫作饱和烃和烷烃。这个词石蜡、自拉丁语的 parum affinis(轻微的亲 和力)指的是惰性的化学性质,是物质,也适用于从石油蜡 obtanable 组成的混合烷烃较高的。 推导的公式的 pentanes(3异构体),hexanes(5)。heptanes(9)已经得到了证明的急剧增长的多样性与增加 碳含量。 正构烷烃 连续的成员组成的系列不同,形成相应增加 CH2系列。 因此庚烷和辛烷值是相应的碳氢化合物,icosane 更高 的 homolog 甲烷。 分枝链饱和-化合物及单叶激进分子 前四饱和烃中被称为无甲烷。 乙烷、 丙烷、 丁烷。 更高的成员的名字这一系列由一个数值术语,其次是 “-ane” 和省音终端的“a”数值的术语。其中一个例子的名字列于下表。植物的属名的饱和烃-无分枝或者不分枝) 是“烷烃。 ” 饱和烃以无分枝的 prefixing 侧链的指称的名字被数最长的链,从一个目标到另一辆,则是由阿拉伯数 字,方向如此选为给最低编号可能侧链。当一系列的 locants 含有相同数量的术语词词相比,“最低”系列 包含少数场合上的第一 difference1。这个原理应用不论取代基的性质。 相同的 unsubstituted 激进分子的存在表明,适当增加迪-前缀、三-,表示“四”,表示“五”,海格萨-, 表示“七”,octa -,将纳米-,deca 等。单叶激进分子来源于丝氨酸饱和烃氢循环从一个终端碳原子取代命名的结局” ――安逸” 的名字 “-yl” 油气。碳原子和自由价数为1。作为一个阶层,这些激进分子被叫做正常或分枝链,alkyls。 稳定性。-烷烃相对惰性、化学,因为他们不关心试剂,反应和二烯烃容易地。调查表,举例来说,是不被 浓硫酸、煮硝酸,熔融“氢氧化钠、高锰酸盐指数、或铬酸,除了氢氧化钠,这些试剂所有攻击烯烃室温。几 个反应的能力要求烷烃高温或特殊催化。 卤化。如果一个试管调查表包含放在黑暗的地方和治疗用一滴溴、原有的色彩之曲强度仍将持续好几 天。如果解暴露在阳光下,颜色褪色,在几分钟内。和呼吸管在口中产生的氢云凝结揭示溴反应作为一个产 品。光化学反应替代: 氯烷烃更全面,更有用的是比溴化,不仅能影响 photochemically 还有其他方法。 光氯化的提升者将氯烷烃分子转化为氯原子的溶血由过程,在这一过程中是一个共价键切惭,保留每一 个电子的原子形成邦德:Cl:Cl -→氯?+ C1? 一个氯原子有一个奇怪的,或者未成对电子是一个免费的自由 。 基。因为这一倾向的原子达到他们的正常价贝壳、任何自由基是一种高活性的物种。光化学氯化收益穿过 一连串的自由基;它是一种自由基连锁反应。链条启动步骤(1)、溶血性裂变的氯分子,产生氯自由基;在链 传播步骤,激进分子袭击了一氯烷烃制造氢氯化物和一个烷基自由基(2),反过来攻击一个氯分子产生一种 chloroalkane 和氯自由基(3)。由于 chlorine-radicals 步骤(2)要求是再生步骤(3),两种反应共同构成一 链,如果两个反应效率进行完善,没有进一步的要求直接光能量,效率。不过了。不是很完美,为氯自由基可 以重组(4),结合烷基自由基(5),或由碰撞能量消散与瓶恸哭。 于是继续辐射必须保持足够的起爆激进分子。 链条启动步骤需要输入光能量的达+ 242.8 kJ /鼹鼠。步骤(2),然而,放热,因为所需的能量,打破了 C - H 键小于债券能源 H 氯。第二个链传播步骤(3)同样是放热,甚至一个进行氯烷烃发生爆炸。 开裂。与气温-Heated 范围500 ~ 700°,更高的烷烃进行热解破裂或裂缝的小分子化合物的混合物,有 些饱和和一些不饱和。不饱和烃选择性裂解产生的特定的石油馏分中非常有用的化学合成。碳-碳开裂开裂 而不是碳-hydrogen 债券,因为所需的能量,C - C 打破债券是247 kJ。/鼹鼠,而 C - H 键的能量是364 kJ / 鼹鼠。 氧化。-反应的氧烃与输出的能量是依据汽油为燃料的使用在内燃机。燃烧的能量释放一个给定的油气 表示燃烧热从 kJ /鼹鼠。 不完全燃烧的气态碳氢化合物是重要的生产碳黑,尤其是油烟、颜料墨水的、渠道黑,把它当作一种填 料在橡胶的合成。 天然气的使用,因为它便宜和有效性;黑色的产量随气体种类和加工工艺范围,但通常是在 2 ~ 6%的理论金额。 部分氧化更有限的程度是一种特定的含氧量的物质生产。控制空气氧化蜡 high-boiling 矿物油、从石 油羧酸混合物提供更高类似于那些来自脂肪,适用于制作肥皂。 11 不饱和化合物 不饱和化合物及单叶激进分子 拥有一个有向无环碳氢化合物不饱和分枝债券为2倍或3倍代替结束” -ane” 的名称,相应的饱和烃结束” -ene”或* & -yne” 。如果有两个或两个以上的双重或三重债券,结局会是“-adiene” “-atriene”或 、 “-adiyne” 、 “-atriyne” 等,这些碳氢化合物通用名称的分枝或分支)是 “中” 、 “alkadiene” 。 “alkatriene” 或“alkyne”“alkadiyne”“alkatriyne”等。链条是如此的数,让可能的最低编号的双重或三重债券。 、 、 单叶激进分子的名字来源于非饱和无碳氢化合物有末梢”-enyl”“-ynyl”“-dienyl”等的位置及三 、 、 债券被指出双译名。碳原子和自由价数为1。 物理性质。-烯烃是被称为 ethylenic 碳氢化合物和烯烃。在分子层次上实现烯烃”这个词,意思是oil-forming,应用到早期的化学家因为气态的成员结合氯和溴系列产品,形成油除。 烯烃是难以与相应的饱和烃。沸点不合格率≤1几度烷烃略低于高分子量、密度都几个百分点较高;在 最初几个成员甚至有两个系列明显对应的熔点。从 Cycloalkanes 烷烃不同烯烃洗比,从而影响环形成物理 性质介绍一个多乙烯的联系。天津的燃烧热,几乎是同一 as3或者调查表的重量或体积的基础。 热解脱水。水从-Elimination 醇是一种有用的方法用于制备烯烃,因此消除哦从一个碳原子,H 从另一 个,乙醇产量乙烯。 其中的一个实验过程是催化脱水。酒精蒸馏而成的挤满了颗粒通过一根管子的氧化铝、维持在一个温 度在350-400°电加热炉。像热解反应的烷烃,因为它涉及到生产一种不饱和产品从一地一个人处于高温饱 和,但热解温度低,酒精是独特的,而这个过程比较简单,更加均匀。 硫酸的方法。酸是一种与-Sulfuric 酸为简单公式为代表的物质。可能会有一个 semipolar 债券在二 世,在这种情况下,硫一直在扩大它的外壳,容纳12电子,或它可能有两个双债券(III) 当浓硫酸逐渐增添了乙醇和冰冷却,水是被排除在两种成分,ethylsulfuric 酸形成。完成反应所得因 为那除 污秽的 水形 成浓酸 吸 收 , 但是 这个过 程是 一个平 衡 , 可以 改变产 品的 治疗 与 大量过 量的水。 Ethylsulfuric 酸酯是单声道的无机它是一种强烈的酸溶铝在硫酸以及在水里。它是稳定的,但在 低温加热分解。 该负责人有机产品的乙烯分解,形成的丧失,从一个碳原子 OSO2OH 和氢相邻的位置来生产硫 酸。一方反应形成的二乙基醚是(普通醚)的作用 ethylsulfuric 酒酸。这种反应可以制备乙醚操作通过调 整比例的试剂和维持一个温度为140°。在最佳的温度差异对乙烯和醚形成非常轻微,每个产品的生产的副 产品。 第三个产品,二乙基硫酸盐,可以制备 ethylsulfuric 酸加热温度应低于140°压力降低在充分导致二 乙基硫酸盐提取居民点从非挥发性酸。二乙基硫酸盐是正常的酯、脂肪酸、硫酸。作为一个 ethylating 是 有用的试剂,有时作为一种替代一个乙金公开赛。硫酸二甲酯(188.5°p。b .)是同样地使用 催化脱水。-脱水能影响也与盐酸、磷酸、钾-或草酸,(COOH)2 .这些强大的能力消除酸催化量的影响, 而另一些则无法形成中间酯。 易于脱水。――在没有激活醇组、缓解酒精脱水取决于类型和在下列顺序:第三&二级&小学。5他们之 间的差别是说明在伴随的例子。乙醇的情况下,一个主要酒精,被引用,酸强度96%,温度为170°。二次酒精 脱水酸在62%的蒸汽温度浴。而第三酒精提供了在相同温度下烯酸反应,只有46%的力量。 脱水的方向。-结构可能出现下列情况,酒精脱水两条线路都是打开的。提供了可能性2-Pentanol 消除 或1-or 制氢的3-postition,随着相邻的羟基,但3 -氢是利用和产品几乎全部2-pentene。 12 环烃的命名 饱和烃的名字 monocyclic(无侧链)是由附加前缀“器”的名称与分枝无饱和烃相同数量的碳原子。植 物的属名的饱和 monocyclic 碳氢化合物(伴或无侧链)是“cycloalkane” 。例子。摘要,环己烷。 来自 cycloalkanes 单叶自由基(无侧链)命名的结局”-ane”取代中的油气的名字“-yl”,碳原子与游离价 编号为 l。一般的名称是“cycloalkyl”这些激进分子。例子 不饱和 monocyclic 碳氢化合物的名字(无侧链)是由替代” -ene” ' ' ' -adiene”“-atriene” 。 , 、 “4-yne “门”-adiyne”等,为“-ane”命名的相应的 cycloalkane。双、三债券是一定数目尽可能低。例子。环 己烷(1)。3-cyclohexadiene。 以下名字为 monocyclic 芳烃保留:苯、甲苯、二甲苯、mesitylene。cumene、苯乙烯等。 单叶激进分子的名字来源于不饱和 monocyclic 碳氢化合物有末梢”-enyl”“-ynyl”“-dienyl”等, 、 、 以自由的碳原子数为1价。例子。2-cyclopenten-l-yl、2、4-cyc ! opentadien-l-yl。 下面的琐碎的名字有一个自由激进分子被保留价的苯、toiyl,xylyl,mesityl,cumenyl、苯、styryl 等。因为这个名字 phenylene(o -,米,或 p -)是激进的-C6H4保留-、二价由取代苯衍生物形成自由基,有免费的 原子价原子在戒指被称为替代 phenylene 激进分子。这些碳原子数有免费的原子价是1、2―1,3 -,或1,4 适当。 多环碳氢化合物的名字与最大数量的 non-cumulative 双债券结束于“-ene” 。下面的列表包含多环碳氢 化合物的名称保留,如茶、蒽、菲、indene 等。 名字的“ortho-fused”或“昊图公司- - - - - - peri-fused“多环氢化烃小于最大数量的双债券 non-cumulative 形成的前缀“dihydro――” “tetrahydro――”等。紧随其后,相应的名字从烃。前缀 、 “perhydro――“意味着全部加氢。例子。1、 单叶激进分子来源于“ortho-fused”或“昊图公司- - - - - - peri-fused“多环碳氢化合物的名字结尾 “-ene“去除一个氢原子或从一个芳香环族”原则,通过改变结局”-ene”名字的碳氢化合物以“* -enyl” 。 饱和烃族组成的只有两个环系统,拥有两个或更多原子共同之处,以本企业的名义开链烃含有相同总人数 在前缀的碳原子”- - - - - - - bicyclo” 。碳原子的数目在每三桥(一个桥是一种电价键或一个原子或原 子分枝链连接两个不同部分的分子。这两个三级碳原子通过桥连接被称为“桥头堡” 。)。连接两个三级碳 原子括号内表示在降序秩序。 该系统是数的一个桥头堡从一开始就以数量进行的最长可能第二桥头堡路径, 然后继续从这个数的数不清的路径长原子回第一个桥头堡,完成对最短路径从原子第一 bridgehead.2旁边 激进分子来自碳氢化合物命名的桥取代结束“安逸”各自的弥合烃名称“优” 。碳氢化合物的编号是 保持和点和点的连线是低到一定数目是一致的 hydrocarbon3固定数量的饱和。多环系统 碳氢化合物组成的循环系统三个或更多戒指称为命名原则,依照规定奇异系统。适当的前缀“tricyclo ――” “tetracyclo―“等,代替了“bicyclo――“在名称含有相同链烃碳原子的总数。自由基源于这些碳 氢化合物命名根据命名原则规定的激进分子来源于弥合碳氢化合物。 当有一个选择,下列标准被认为是反过来,直到一个决定: (一)的主要环应包含尽可能多的碳原子,其中桥头堡应作为主要的桥梁。 (b)的主要桥梁应当尽可能大。 (c)的主要环应尽可能地划分为对称的主要桥梁。 (d)其他网桥 superscripts 定位应尽可能小。 烃桥梁 油气系统多环可视为“ortho-fused”或“昊图公司- - - - - - peri-fused &的系统,并在同一时间,还有 其他的桥梁,是第一个被命名为“ortho-fused”或“昊图公司- - - - - - peri-fused &的系统。然后其 他网桥表明这个名字的前缀源自相应的碳氢化合物代替最后的“-ane”“-ene”等,以“-ano”“-eno”等, 、 、 他们的地位是表明,由点的连线在母体化合物。如果桥梁不同类型都在场,他们会列举按字母顺序排列的。 桥的名字的例子: 13 取代基命名法 10。1-The 特征组列于表11总是被前缀,按所给的表,叫父 compound1。locants 增殖的配件和添加必要的分 析方法。 10。2 -特征以外的其他团体列于表11号就可以被作为前缀,后缀或母体化合物的名称。 10。3如果团体以外的任何特征表11存在,一种必须被引证为后缀,但只有一个 kind2。这种被称为组的主要 群体。当一个复合包含不止一种集团不列于表11,校长集团是把阶级发生表12尽可能高,所有其他的特点组 织然后被引用为前缀。一些前缀后缀,使用了与一般类表12列于表13岁。locants 增殖的配件和添加必要的分析方法。如果,但只有完整的后缀(也就是说,加上后缀本身增加词缀,如果 any3)开始于一个元音的发音, 终端& e &(如果有的话)的父母的名字是 elided 前。省音或保留码头的“e”的用法可以说是独立存在的数 字,以及与以下的信。 表12。一些类复合于顺序中,其中的特点组织减少引文校长第一组清扫优先。 2。酸:为了 COOH,C = O)哦,然后他们的年代先后衍生品和硒,其次是磺酸,sulfinic 酸等。 3。衍生品酸:为了 anhydrides、酯、酰基 halides 及酰胺、hydrazides,其它,amidines 等。 4。腈(cyanides),然后 isocyanides 5。醛。然后他们的年代先后和硒核苷类似物,然后他们的衍生物 6。酮,那么他们的类似物和衍生品,在相同的顺序对醛 7。醇类和多酚,然后他们的年代,Se 和 Te 核苷类似物,然后对醇酯和酚类中立与无机酸。halides 除了氢, 在相同的顺序。 9。胺;然后还原。hydrazines 等。 10。醚类,然后他们的年代先后和硒核苷类似物 11分。过氧化物 10,第41 -导数团体优先引文作为主要负责人在各自的小组他们父母一般的类,在表12所示。 例如:2-Hydroxy-l-cyclohexanecarboxamide 复合是一种酰胺或酒精。酰胺、被衍生品酸,高于醇类表12。因此酰胺集团的引证和羟基后缀作为前缀。 有两种方法利用后缀在脂肪羧酸为替代术语及其衍生物,因为脂肪腈、 脂肪醛;这些评估方法的描述,包括修 改一个先前的规则,其他不,说明 C-11羧酸的规则。11(b)和(),分别如下。然而,当特征系在一组有关戒指, 只有规则的方法 C-ll.ll(b)是用于系统的术语。 C-ll.1 -(a)原子= O 和集团-在同一碳原子数在一起附上一个后缀“-oic”的名族链与父母“酸”这个词 加音讯。因此变化”-ane”到“-anoic 酸”表示对-COOH -CH3的变化。当作数401年1 C -看到规则。 (二)集团-COOH 当作一个完整的 subsituent,通过引入的结尾,“羧酸”,包括碳原子硝酸的。例如:1、3、5 - Pentanetricarboxylic 酸、cyclohexanecarboxylic 酸 从羧酸衍生物和激进分子 C-11。两种方法中所描述的产物 C- 11.1规则适用于所有的脂肪族氨基酸衍生物和酰基自由基;选择了与末 梢如- - - - - - - - - - - - - - - NH2公司或-carboxamide 酰胺- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - NH2公司 ohydrazide NH 或-carbohydrazide,-COC1 -氯或-carbonyl 小姐氯、-COOR(酯)-oate 或-carboxylate 等。,R - CO-oyl 或-carbonyl 激进分子。 11分。这两种方法31 - C - 11条规则所叙述的。1适用于理也脂肪醛及其衍生物和腈;选择了与结局的? 胺传统方法命名的细节,并给出了 C-8的分段。李;第二是两个主要原则。 对于简单的胺 RNH2 11.41,R1R2NH,R1R2 R3N,自由基的名字附在前面”这个词胺” 。 在该方法中,可以考虑代替胺氨作为父母化合物。 11.42 -主要胺也可以通过增加后缀命名”-胺”的母体化合物的名称(省音终端& e &,如果存在的话)。14含氧化合物 酒精和酚类化合物。 在替代和命名的联合醇羟基(OH)作为主要集团是一个后缀表示 “-ol” ,省音终端& e &(如 果存在)从母体化合物的名称,例如。甲醇、异丙胺、triphenylmethanol 等。 下面是一些例子琐屑的名字保留:烯丙醇,叔醇、苯甲醇、乙二醇、甘油等。 羟基衍生物苯与其他芳香碳环系统,通过增加后缀命名的 “-ol” 、 “-diol” 等,对油气的名,省音终端& e &(如 果存在)在“j”,例如,第1、2、4-benzenetriol。下面是一些例子琐屑的名字羟基化合物芳香保留,例如, 苯酚、甲酚。naphthol 进口,resorcinol、氢醌等。 激进分子 RO -命名的加“辨识“作为一个后缀的名激进的 R,如敞开式,pentyloxy,allyloxy,benzyloxy 等。 只有以下收缩为含氧自由基的名字是推荐的例外:甲 ethoxy,propoxy,butoxy,phenoxy,isopropoxy。 除了当组成部分的环系统、二价自由基的形式- - - - - - - -O-X-O 命名的加“dioxy”二倍的名字―― 激进,e。克。,ethylenedioxy,trimethylenedioxy。 盐。来自酚类阴离子及手性醇命名改变最后的“-ol”的名字酒精或苯酚与“-olate” 。这一方法适用于替 代,radicofunctional、琐碎的名字,例如,methanolate 钾、钠 phenolate。 醚。化合物 R1-O-R2有属名“醚,并且有可能会被命名的 radicofunctional 或替代或方法。 替代的名字是由使用非对称的醚的名字- R 兴兴自由基前缀的名字相对应的第二个激进碳氢化合物 R2。高 级组件是选为母体化合物。Radicofunctional 醚类的名字是由引用的名称 R1和 R2自由基,紧随其后的是单 词“以太”,例如,1-isopropoxypropane、乙基甲基醚、二乙基醚、乙乙烯基醚。 醛。术语“醛”是用于化合物包含集团- C(= O)H 在碳。醛为通过后缀“推拿” “-aldehyde”,或者 、 “-carbaldehyde”或“formyl――“前缀的[[代表- C(= O)H 集团时到场为终点站群碳链},或在琐碎的名 字、痴心妄想,前缀“oxo――“(代表= O)的名字,不分枝的形成有向无环 mono-or di-aldehyde 通过增加 后缀“推拿”(一个 monoaldehyde),省音的一个终端& e &(如果存在),或“-dial”(丙二醛)的名称含有相 同数量的碳氢化合物,例如,碳原子,ethanal 葡萄酒。 琐碎的名字。当酸具有相应的一代一个微不足道的名字的名称,醛可由从简单的名字酸通过改变结束~ -ic 酸”或“-oic 酸”到“-aldehyde”,比如,“甲醛、乙醛、分别,即(或以),苯甲醛肉桂醛、肉桂糠醛。 酮。植物的属名“酮”了一个氧原子组成的化合物双绑在一单碳原子与羰基= C = O 加入两个碳 atoms1。 酮的方法命名的后缀“―”“oxo――“前缀功能类名称“酮”,或者,在特殊情况下,后缀“-quinone” 、 。在 替代命名的名称是由无环酮加后缀“―”或“-dione”等。碳氢化合物的名称对应于主链,省音终端& e &(如 果存在),在“一”,毛细管电泳,2-butanone、2、4-pentanedione。 Radicofunctional 酮的名字,R ^ OR2,形成,引用的名称,R2自由基 Rl,紧随其后的是单词“酮”,比如:乙基 甲基酮、二乙基酮。 羧酸。更换 CH3基团 COOH 羧基组的最后一个无主链烃得到用加“-oic 酸”或“-dioic 酸”的名字烃、与 省音终端& e &(如果存在)在“信” 。或者,名称可能是指形成使用后缀“对氨基芳香酸” 。在脂肪族系列链 条的编号并非那么包括碳原子硝酸的,例如,heptanoic 酸、heptanedioic 酸、cyclohexanecarboxylic 酸。 单叶的名称或二酰丝氨酸羟自由基的形成从所有的羧基团体的名字源自于相应的酸,通过改变结束。 系统和琐碎的名字和一些酸酰激进分子在表给出了14分 carboxylicamic 中立的盐,imidic,carboximidic,hydroxamic,carbohydroxamic 等,酸是一种名叫引用阳 离子(s),然后产生的负离子或,当,羧基酸群体不是所有命名为附加物,通过使用 periphrase,如“(金属)盐 (酸)的“2,举例说明。,heptanoate 钠、钾醋酸。中立羧酸酯的等等,都以同样的方式,除了他们的中性盐(a)的名字或芳烷基等,激进的名字代替阳离子和 (b)periphrase 如 “(烷基或芳香)酯” “(metai)盐” 取代 ,例如。乙酸乙酯、 、 丙二酸二乙酯、 chloroformate。 乙 对称单羧基酸的 anhydrides,当 unsubstituted,以取代单词“酸”被“酐”,例如,乙酸酐、邻苯二甲酸酐, 酰基 halides,即在羟基化合物的硝酸代替了卤素,把名字命名的相应的卤化物的酰基自由基,例如,乙酰氯、 苯甲酰化物。 15 格氏法制备羧酸 一些最常见的方法包括羧酸制备的氧化醇类、格氏试剂的碳化作用、腈水解。 因为一个固体羧酸是非常容易分离并纯化非液体酸、苯甲酸、m.p。121°,而非液体脂肪酸,已经入选了这 个任务。它将先准备 phenagnesium 溴处理固体二氧化碳(干冰)和后续的酸化反应混合物通过盐酸的增加。 格氏试剂的。phenylmagnesium 溴化,是要准备好开始时的反应 bromobenzene 目前的 period1与金属镁。整 个序列步骤应用合成苯甲酸显示在方程这个实验开始的时候。 因为大多数常见脂肪羧酸在室温下是液体。这种酸是由蒸馏纯化。如果一个人要准备这样一种酸方法由格 氏,不但会通过蒸馏提纯必须执行,而且也有必要准备至少一种固体酸的衍生物,以确定合理的特定产品的 态度。于是整个实验不能方便地完成3小时的实验室在一次例会期间。 然而,在实际的实践在工业或制度有机化学实验室,里面没有任意时限完成一项实验,合成某些脂肪羧酸能 更好地实现过程多由格氏通过其他方法。 例如,trimethylacetic 酸,(CH3基团)3 CCOOH,随时准备从 f-butyl 氯化铵,(CH3基团)3 CC1,格氏法,而挑剔会激怒路线也没用;治疗 r-butyl 氯氰给钠氯化钠、制法和异丁烯 资源而不是 trimethylacetonitrile,(CH3基团)3广东。 通常是无水乙醚作为溶剂使用在准备一个格氏试剂。实际上,以太中发挥更大的作用不仅仅是在反应的溶 剂。醚分子结合的各个部分 etherates 格氏试剂形成复杂。例如,一个组件的 bromide-ether 出现在 phenylmagnesium 的解决办法是复杂的。 作为隐含在前款规定的,一个格氏试剂实际上是一种均衡混合物的不同分子的物种。 思想的一个平衡点存在 于任何格氏试剂是显示在接下来的方程式,它被简化,协调与镁醚分子没有显示:2 dioxane 增加到一个以太无解的原因,MgX2 RMgX 格氏试剂沉淀,离开 R2Mg 于溶液中。偶而为之。对某些特 定的反应。最好使用过滤来自这样一种混合物本身而不是格氏混合物;也就是说,格氏反应有一定的使用 R2Mg 比使用的 RMgX 均衡混合物,MgX2,R2Mg。然而,没有这种并发症存在于今天的实验。 格氏试剂,可以制备成功只有在一个完全无水介质和在大气层中是免费的氧气。水的存在导致水解试剂、富 氧空气造成损失的,由该试剂的氧化。 因此,在进行格氏反应,一个人必须小心的干燥设备和所有的试剂(金属镁、醚、和有机卤化物)仔细,也提供 一个惰性气体的反应混合物。后者是最好的实现条件通过高纯度氮表面上的液体。. 然而,在今天的实验中,氧气氛将会获得通过保持醚溶液的制备在温暖中格氏试剂。如此反复无常醚(b.p。 35°),一条毯子乙醚蒸气在温暖的解决方案使试剂合理与空气隔绝。 适合干燥、- 200毫升。圆底烧瓶与干、水冷冷凝器。一个充满了氯化钙干燥管附在上面的冷凝器。在瓶里 的地方2.4克。(0.10鼹鼠)干镁车削,水晶的碘,30 ml.无水乙醚的,10毫升(15.7克,0.10鼹鼠)的无水 bromobenzene。如果不马上反应,温暖的蒸气浴瓶,refluxes 轻轻地,然后拆卸醚浴。这通常会引发的反应。 消失的碘颜色,生产的。在一个云的解决方案、平和的沸腾的醚的反应都是表示已经开始。一旦开始它将进 行反应,自作主张导致以太烧开轻轻35 ~ 40分钟。 你现在准备好了格氏试剂的碳化反应与干冰。大约15克的地方。在压干冰- 250毫升。烧杯和将其慢慢倒入备好的合剂 phenylmagnesium 溴的解决方案。反应的活力,和混合气套很稠的糊。继续搅拌混合,直到所有 多余的二氧化碳有积雪。把烧杯里的罗宾汉和加50 ~ 60 ml.热水为了蒸发小剩余数量苍穹。酸化的内容, 可用稀释的烧杯中盐酸为了化解镁盐和解放苯甲酸。 温暖的混合物搅拌好,把她安置在一锅冰使部分溶于苯 甲酸,温暖的水可能结晶。解决的办法是冷的时候,收集苯甲酸的 Buchner 漏斗。 苯甲酸,认为你现在通常含有获得所形成的小多氯联苯作为副产品按照以下公式: 但由于多氯联苯微溶于热水,你可能会净化你的样品从苯甲酸,通过再结晶溶剂。 16 共价化合物的结构 我们大多数人认为的从我们先前的化学训练,每有一个 structure-that 共价化合物,明确其构成它的原子 排列在空间。共价化合物的概念开发三维物体的后半部分上个世纪。化学家谁住在那时候之前认为的共价 化合物的原子的无形团体一起保持在一个相当未定义的方式不甚了解的电气的力量。虽然目前公认的结构 特点,首次提出有机化合物是在1874年,这些假定是基于间接的化学和物理证据。 直到二十世纪初,没有人知 道他们是否有任何物质现实,因为科学家没有技术观察了在原子分子水平的决议。因此,早在20世纪第二个 十年中的调查人员可以问两个问题。 (1)有机分子具有特定结构和,如果这样,他们是干什么的?(2)我们能预 测建立简单的分子 geomerty 原则? 答:测定方法的分子结构 最伟大的化学物理的发展在20世纪初的发现同伴到分子的方法,推导出安排在空间的构成它的原子。 这种类 型的大部分信息今天来临之时三个来源:x 射线结晶学、电子衍射、微波光谱研究。原子的安排在水晶固态 可由 x 射线结晶学。这个方法,在1915年被发现,近年来,带来了革命性的高速计算机的可用性,采用事实从 X 射线衍射的原子是一个水晶以精细的图案可转化为一种特殊的分子结构。在1930年的另一个技巧,电子衍 射,是发展自观察到,电子原子在分子散的气态物质。产生的衍射模式从这个散射也可以被用来演绎安排原 子的分子。物业发展之雷达在第二次世界大战中微波光谱来,微波辐射的吸收由气态分子提供结构信息。 多数的细节在这本书的原子结构源于气-electron 衍射和微波光谱方法。对分子,不容易研究气相、x 射线 结晶学是最重要的来源结构信息。没有可比拟的方法允许研究结构在溶液中,一个事实很不幸的,因为大多 数化学反应发生在解决方案。气的一致性和水晶的结构显示,然而,在不同分子结构的方案可能与这些小分 子在固体或气体状态。 预测了分子的几何形状。b 一个简单的几何共价分子被定义为两个数量、粘结长度和债券的角度。粘结长度定义为中心之间的距离对 保税细胞核。粘结长度通常是衡量一个= = 10 - 10米厘米。债券角两个债券之间的夹角相同 的原子。例如,考虑复合的甲烷,CH(。当 C-H 粘结长度、角度 H-C-H 债券是众所周知的,我们知道结构的甲 烷。 分子结构很重要,因为这种方式起化学反应是紧密地联系在一起的分子的结构。从许多已经确定结构,我们 现在可以做出一些简单概括评论共价化合物的结构。 粘结长度以下的概括可以对粘结长度1。债券的原子间的链结长度给定类型的数量在减少多晶圆键结。因此,对债券是债券长度碳 C-O & &的顺 序 C = O & C = C。 2。债券的长度有可能增加的大小与保税原子。这个效果是最引人注目,我们进行了元素周期表。因此,一个 C - H 键是短于一个 C-F 的纽带,它是短于一个 C-Cl 债券。自粘结长度是中心之间的距离对保税原子,原子 是在情理之中的形式应该再大的债券。3。当我们做比较了在给定排了元素周期表,债券的一个特定的类型 (单、双、三)之间的一个给定的原子和一系列其他原子与增加及其变短。因此,C-F H3C-F 邦德,短于债券在 H3C-CH3喷雾。这种效应是由于一个更阴性原子有更大的吸引力对于电子合伙伴,因此“扯近,“比一个 阴性的原子。 债券的角度对债券在一个分子的角度确定其 shape-whether 是弯曲或线性的。两个概括允许我们预测的近 似债券角度,因此一般形状,许多简单的分子。首先,绑在一组原子排列中部,以便他们尽可能的分开。对甲 烷 CH4,中央原子是碳和四个 hydrogens 组。 hydrogens 最远的甲烷是分开时,他们占据了顶点的四面体是以 碳原子,因为四个 C-H 甲烷的债券都是相同的,甲烷的氢原子的躺在一个顶点的正四面体模型(一个四面体 与等边)。对甲烷的四面体外形需要一个 H-C-H 109.5°角的债券。 在运用这一规则为目的的债券的角度预测,我们把所有的群体是完全相同的。因此,H3CCl 围绕碳组(甲基氯 化物)被视为相同,即使在现实的 C-Cl 大大超过了债券 C-H 债券。 虽然债券角度较小幅度偏离准确的四面体 角为109.5°债券、甲基氯事实上有一般四面体外形。 这个四面体结构,是为分子排列时,四组中心原子。 碳是 tetravalent 以来,这是一个极其重要的几何学许多 有机化合物。因为我们将会看到这种几何学的反复作用,这是值得付出努力成为熟悉它。四面体的碳通常是 代表,如下表所列结构的二氯甲烷,CH2C12,它必将组的两个平面上的页。 剩下的团体,表明用虚线,是背后的 页面,和其他指示一个楔形沉重的线,是在前面的页面。 你应该做一个简单的分子模型四面体的分子如 CH2C12并讲述其二维三维模型表示以上。 当三组原子围绕在中央,这些组尽可能的分开当所有债券躺在同一平面内的120°角与债券在硼三氯化磷、 中央原子(在这个例子中硼)据说三角几何学。 当一个中央原子四周都是两组。最大的分离要求的角度组织债券180°。这种状况与每一个碳在乙炔、黄泓 智= C - h .每个碳四周都是两个组,一氢和另一个碳。(似乎没有什么区别,碳有三个债券。)因为180°角 的债券在每个碳、乙炔是一个线性分子。 第二个化约的分子结构适用于如果不分享对电子分子。 在预测分子的几何形状,如果不分享电子对债券可以 被认为是没有核心的一端。这条规则允许我们处理,例如,几何的氨。针对这一规则、氨、NH3、有“?四组 对中央氮、三 hydrogens,电子对。一个第一近似,这些小组采用四面体几何占据电子对的一个角落里四面 体。(这几何,或有时也被称为“金字塔 pyramid-like、几何。)我们可以使我们更预测如果我们几何没有 认识到一个电子对原子核的一端有一个特别反感与电子相互作用在邻近的债券。 作为一个结果,债券之间的 角度与 N 的电子两小时债券是一种小大于四面体角,使 H-N-H 稍小于四面体的;事实上,H-N-H 107.3°的角 度。 如果我们将一个分子结构略更复杂的比我们先前讨论的,我们发现另一种进一步的方面的结构。例如,考虑 乙烯的结构,H2C = CH2。每一个碳的乙烯必然三组:两个 hydrogens 和其他碳。我们的规则来预测债券角度 要求,然后,在每个碳应该几何三角。乙烯的结构表明,H C-H 债券的角度出发,117°,事实上接近120°三角 价值理想化很密切,这三个小组中的任何一个碳污染物躺在同一平面上。 然而,提出了新的问题,乙烯的几何 形状。想象的碳双键共价瞄准沿着从地这边到分子。结果之间的角度在临近的碳 C-H 债券称为 dihedral 角 度。dihedral 的价值形态的角度决定了乙烯:空间关系组的一碳,那些在另一个。 综上所述,然后,一个分子的结构是完全由三种元素,其债券长度,其债券角度,以及它的构象。 有简单的分子 的结构是完全由债券的长度和债券角度。我们已经学会了什么趋势在债券长度期待和如何预测的形状的分 子从债券角度。这张画构象进入更复杂的分子。我们将学习在不同阶段的研究的一些原则确定分子构象。 17 有机化学氧化还原 对醇转化率成羰基化合物是一种重要的初级和中级醇反应,是有机化学中许多实例的氧化。 我们怎么知道当 一个有机化合物被氧化的吗?在最后一部分中,我们认识到,变换的一种酮是一种酒精氧化,因为它是所带来 的减少铬(VI)。但是还有其他的氧化氧化剂并不那么明显。我们的目标在这部分是能够认出一个氧化或还原仅仅通过对转型的有机化合物本身。这样做的程序包括三个步骤; 第一步。分配一个氧化水平在每一个碳原子反应物和产物。(它是只需要分配一个碳氧化水平,经历一些化 学变化;其他碳转型过程中可能被忽略。)氧化程度的一个特定的碳分配的相对 electronegativities 考虑 基团的绑定到碳,如下。 (一)每债券元素少比碳阴性(包括氢),针对每一个负电荷的碳,指定一个1。 (b)为每一个到另一个碳原子债券,为每一个未成对电子的碳,指定一个零, (三)每一个元素,债券更阴性比二氧化碳,为每一个正电荷的碳,指定一个+ 1。 (d)加入编号指定在(a)(b),并(c)得到氧化碳原子水平在考虑中。 让我们应用这第一步的变迁,异丙醇丙酮。 自从两个碳原子的甲基不改变,我们不需要将这些碳氧化水平。注意到在治疗丙酮,C = O 双债券算是两个 债券;+ l 为每个债券给予总+ 2的的双重债券。 第2步。NOI 氧化数计算每个化合物,通过增加碳氧化水平。在结构之上,只有一个碳氧化水平已经改变了, 所以 Nox 值的反应物和产物只是等于各自的氧化含量的碳。因此,氧化程度的反应物是0和产品+ 2。在其他 反应涉及多个碳原子,不,可以通过总结氧化碳原子水平进行化学变化。 第三步。计算不同。 (产品)-氮氧化物 Nox(反应物) 如果这种差异是积极的,转变是一个氧化。如果这种差别是消极的,转变是一个约简。如果这一差额为零, 也不减少氧化也发生了。对于 Eq 的反应。17-1这种差别是+ 2 0 = + 2。这种转变是如此的一个被氧化。 虽然 oxidation-number 形式主义是非常有用的,我们不能忽略这样的以下两个一般特征、减少有机氧化。 这两个点可以使我们能够辨别出氧化或还原一目了然。 1。 在大多数氧化的有机化合物,要么在 C-H 氢碳在债券或债券喷雾取而代之的是一种更阴性元素,如卤素或 氧气。确实是相反的减少。 2。氧化态的分子氧化状态确定其个人碳原子。 氧化数的概念可以简单的一个定义相关的氧化 常用于无机化学。根据这一定义,损失的氧化是 电子和还原达到电子。想了解这个定义适用于 有机化合物,让我们考虑为例的氧化乙醇醋酸: 我们可以写这氧化为均衡的 half-reaction 使用水来平衡 oxygens 失踪,质子失踪的平衡就会被打掉,形成 离子和“虚拟电子来平衡的指控。 根据这一 half-reaction,四个电子被丢失从乙醇分子 v /母鸡醋酸形成。 (因为这只是一个 half-reaction, 相应数量的电子必须是靠的物种带来了氧化。)可以说,氧化的乙醇醋酸是一个 four-electron 氧化。这种 类型的术语,它经常被使用在生物化学、来自 half-reaction 脉络。 如果我们计算氧化数的乙醇、乙酸、我们可以看到的。氧化数的变化是情商。却+ 4(验证本声明)。这个例 子说明了以下观点:氧化数的变化是电子数等于丢失。 如果变更在氧化数是负数,减少反应,这个数字相当于 电子收获。氧化、减少,如酸碱反应,总是出现在配对。因此,无论什么时候,只要事情被氧化。别的东西就减少了。当 一个有机化合物被氧化,试剂,是给社会带来转变是称为氧化剂。 同样地,当作为一种有机化合物,降低试剂, 影响转变是称为还原剂。例如,假设铬酸盐离子(CrO42 -)是用来带来的氧化乙醇醋酸致小鼠 Eq。17 - 2在 这个反应、铬酸盐离子被减少到三价铬。 三个电子中获得了降低铬酸盐对三价铬。自从四个电子迷失在氧化(Eq。17 - 3),还原要求每三乙醇分子氧 化成醋酸(十二电子输),4 - CrO42降低了十二个电子)。 通过考虑改变氧化数的一次变革,我们可以辨别一个氧化或还原剂要求带来的反应。例如,下面的转型也既 减少氧化(验证本声明): 虽然一碳反应,另一个是减少。 尽管我们可能不知道别人的反应,很明显的是,一个氧化或减少代理人不会影 响这种转化。(事实上,醇重排反应,所带来的矿物酸。) oxidation-number 的概念可以用来组织成官能团有机化合物具有相同的抗氧化水平。在一个给定的箱子化 合物的一般互联,它既非氧化试剂也减少代理。举个例子,我们知道可以转换成烷基醇与《halides,这样既 没有一个氧化还原剂也。另一方面,转换成羧酸酒精包括改变氧化水平,事实上这种转变需要一个氧化剂。 有更多的可能状态与氧化碳 hydrogens 较大数量。 因此,第三酒精不能在 a-carbon 氧化(而不打破债券碳), 因为这个碳并没有 hydrogens。甲烷,另一方面,能够被氧化成二氧化碳。(当然,任何碳氢化合物氧化成二 氧化碳可以如果债券都破了。碳) 18 醇类的合成与有机合成设计 让我们回顾我们所学到的方法对合成醇,油精。我们所学习的方法到目前为止涉及烯烃为原料; 采用水化的催化烯烃工业准备某些醇类,但不是一个重要的实验室方法。 原则上,SN2反应与烷基卤化物哦也 可以用来准备从烷基 halides 醇。然而,由于烷基 halides 一般都是自己准备从醇,该方法是一种 improtance1几乎没有实用的。 一些最重要的方法对醇合成涉及减少羰基化合物(醛、酮、或羧酸及其衍生物),以及羰基化合物的反应与格 氏试剂或 organolithium。 我们已经学会了只有一个方法油精.namely 制备氧化烯烃用任何 OsO4或结果。 油精也可以准备了从环氧化合物。 b .的有机合成设计 我们已经研究了数量的反应,它能够把一个官能团转换为另一种。 这些反应可以用来制备有机化合物从现成 的原料。作为一种有机化合物的制备采用一个或多个反应被称为有机合成中的应用。 虽然许多有用的合成由只有一个反应,更具有典型的很有必要去运用几个反应合成一个完整的有机化合物。 让我们检查规划逻辑应用于一种分步合成。 我们把这种分子,我们愿意合成目标分子” 摘要为了评价目标分子最好的路线从起始原料,我们以同样的方 。 法,一个军官在计划可能会攻击一个客观的?即 , 我们工作落后从目标对原材料。正如警官认为二次 objectives-a 希尔在这里,树 there-from 最后的攻击目标可以发射,在计划一我们第一次评估合成化合物 可作为直接的前体的目标。 然后我们继续工作落后一步一步从这个前兆直到路线从起始物料就清澈见底了。 有时不止一个合成路线将成为可能。在这种情况下,我们评估各合成方面的产量,限制。费用等等。 让我们举例说明我们刚刚讨论策略有样品的问题。假设我们被要求准备从天津的葡萄酒。 我们问的第一个问题是我们是否知道任何准备方式醛直接从烯烃。答案就是我们做的。Ozonolysis 可以用 来转换成烯烃醛、酮。然而,ozonolysis 打破三双的纽带,当然也不能工作准备好了从一个烯醛与碳原子数目相同的,因为至少一个碳双键共价失去坏了。我们已经学习了没有任何其他方式准备醛直接从烯烃。下一 步是问什么方面我们知道准备从其他原料乙醛。 答案是我们知道二:裂解油精和氧化的基本醇。 油精的裂隙, 像 ozonolysis,打破碳债券,并要求我们失去了至少一个碳原子。然而,一个初级酒精氧化将是一个令人满 意的最后步骤在我们的合成。 现在我们问,是否可能准备从天津1-hexanol,答案是肯定的。 Hydroboration-oxidation 将转换成1-hexanol 天津。我们的合成现在已经完成。 注意,我们从目标分子逆向一步一个脚印。 在有机合成工作上的问题最好的方法之一就是掌握有机 chemistry2。这就好像掌握一门语言,它是很容易 学会读语言,外语,英语,甚至是一个计算机语言),但是我们必须明白它更彻底地为了写它。同样地,这是比 较容易随个人有机反应,但他们并把他们整合断章取义了需要更多的理解。 召集一个方法有机反应和研究系 统是通过文本回去,再写一个代表性的反应的每个方法制备了各个功能组。比如,一个反应可以用来制备烷 烃吗?羧酸吗?然后记下一些笔记描述各个反应的立体异构(如果已知)以及其 limitations-that,反应的情 况下是不会去上班。例如,dehvdration 第三系和二次醇是良好的实验室制备方法烯烃。但是基本醇脱水。 (你明白原因限制?)这类研究可以持续了整个未来的章节。 我们已经开始了这个过程为你总结讨论了附件 IV 反应在这个文本,可以用来准备每个官能团化合物。现在 是时候开始将你学到的关于有机化学,有机合成中存在的问题将帮助你实现这个目标。 19 金属有机化合物――金属 π -配合物 金属配合物π 是以类型的直接 carbon-to-metal 粘合,并不是一个经典的离子、σ ,或π 债券。大量的分子 和离子,例如,单音,diolefins、多基因,arenes,cyclopentadienyl 离子、tropylium 离子、andπ -allylic 离子,可形成金属配合物,π transition-metal 原子或离子。这些分为器官金属配合物,因为他们直接 carbon-metal 债券,以及协调配合物,因为自身的性质、特点与重构配体是类似于协调复合体。在1827 年,Zeise 报道,乙烯反应氯铂(II)形成盐钾(C2H4)PtCl3(l),但是直到在说明结构的二茂铁(2)在1953年改 变注意 Ziese 盐,这是首次报道金属π 复杂。 一般来说,金属 tt 复合物可分为三大主要的团体主导;烯烃-,cyclopentadienyl -,和 arene-metalπ 配合 物;配合物进行了分类,根据混合结构或化学推理在这些团体。烯丙π 复合体及烯烃π 配合物在指定进行综 述。金属配合物的研究作出了贡献,π 说明齐格勒-纳塔催化剂的聚合机理、羰基、催化加氢、发展的过程, 是威克用于 olefins1氧化。 以下命名为金属配合物使用它是:(1)有机配体金属原子π 领先。(2)有机π 先于无机7吨配位点。(3)无机π 配体,如羰基或 nitrosyls,一般遵循金属原子;halides 也跟着的金属,但是 nitrosyls 先于羰基即为死亡 或。(4)一个前缀,如蒂,优先考虑,而不是描述 sandwich-type 国际结算银行在香港设立亚太区π 联合体, 例如,dibenzenechromium。(5)符号π 前可以用一个配体键来区分π -complex 从、离子或其它粘合。η 的 符号(eta 或 hapto)领先配体的数量,并指出了 C-M 国债在配体。 Monoolefins,dienes,方法,作为配体对催化烯烃π 过渡金属配合物和形式。 典型实例的 monoolefin 烯烃π 复合体配体,如钾含量η 2-ethyleneplatinum(1);cyclopentadienylium。-η 3-cycloheptatrienylium 钼 dicarbonyl(3);diene 配体,如η 4-butadieneiron tricarbonyl(4)。 一定的游移π -electron 环芳香分子系统的重复 dy3丁香园和金属轨道电子就像做了π 烯烃与金属 d orbitals2。下面的芳香环可以形成π 配合物; 这 C5H5 -,C6H6,C8HS arenes 是最常见,在芳烃 k 配合物具有π -bonded 年轮或π -bonded 环相联系的一个 环和其他的配体,如卤素、 上行,R3P。 CO、 典型的例子是 di-η 5-cyclopentadienyl 联合体,即 metallocenes, 例如,di-η 5-cyclopentadienyliron(2)。在 di-η 4-5-cyclopentadienyliron,即二茂铁,6-π -electron系统-离子 C5H5粘结金属。其他苯环系统、羰基 nitrosyl mono-η 5-cyclopentadienylmetal 物业费远不 匹配。 π -Complex 的债券。金属配合物,其中π 是最不满意的 crystal-field 理论描述(钢管)或 valence-bond 理 论(VBT)。键的性质可以治疗更全面、定量的 molecular-orbital 理论(输送)或 ligand-field 理论(LFT)。 ligand-field 原本是先进的理论作为校正系统。这个 LFT 依赖于使用分子轨道法而常常是可以互换的功。 通常的方法是用线性组合原子轨道法(LCAO)方法。它假定当一个电子在一个分子是在特定核、分子的波函 数是大约一个原子轨道,集中在细胞核中。 分子轨道上增加或减少是由适当的原子轨道。 对过渡金属的配体。 “3 d,4 s,4 p 电子原子轨道上的兴趣。介绍了几类络合剂可能σ -andπ -valence 轨道。一旦合适的原子 轨道上被选为金属和配体,适当的线性组合价原子轨道上的分子轨道法确定了。轨道重叠的确定有可能,即 满足内在对称性的要求,是由应用集团理论的原则。在这一点上,程序在近似成任意波函数必须是选择使用 积分的计算和库仑 integrals3重叠。最后,一个任意的电荷分布是挑选与轨道能量和相互作用能量计算,提 出了一种求解的方程和世俗的能量系数可以确定原子波函数。 一个新的初始电荷分布会不断重复,直到你得 到一致的价值。 金 属 配 合 物 π 反 应 与 广 泛 的 化 学 试 剂 。 然 而 , 的 反 应 π -olefin -, π -cyclopentadienyl -, 和 it-arene-metal 独特的特征综合体的当儿, π Cyclopentadienyl 联合体,即 metallocenes,有高度的 aromaticity 并接受很多典型芳香取代反应。然而,π -配合物不有可辨程度的 aromaticity。 虽然大多数的物理特性,特别是金属配合物的结构重构,是被使用的配位化学的基本原则,这些原则不解释 建立适当的一些反应异常,不同群体的金属π 复合体。 烯烃π 复合体。烯烃的反应包括 x。配合物的特点,uncomplexed 同样复杂化 olefinic 功能。一般}