第一章绪论14在化学反应中，共价键有两种断裂方式：均裂和异裂。在共价键断裂时，如果共用电子对均等地分配给两个成键原子，这种断裂方式称做均裂。均裂时生成的两个具有单电子的原子或原子团叫做自由基（或游离基）。例如：均袋A.+BA:B-自由基通过自由基而进行的化学反应，叫自由基反应。在共价键断裂时，如果共用电子对完全转移给成键原子的方，这种断裂方式称做异裂。异裂生成正离子和负离子，例如：异裂A+BA:B*正离子负离子通过离子而进行的化学反应，叫离子型反应。应该指出的是，有机化学中的“离子型”反应一般发生在极性分子之间，它是通过极性共价键的异裂形成一个“离子型中间体”而完成的。严格地说，这种“离子型”中间体不具有无机化学中正、负离子的真正含义。问题1-3指出下列化合物中碳原子的杂化状态。CH;CH, -C-CH CH,-CH-CH-CH-C=CHCH,--CHCH-CH,问题1-4试说明为什么CO的偶极矩等于零？第四节有机化合物的结构式及其表示方法在中学化学里，我们学习了表示物质分子的方法一一分子式，这对于认识和研究一般的无机化合物已经够用了。例如，我们常见的水，它的分子式用H.O来表示；反过来说，世界上分子式对应于H,O的物质，也只有水一种。然而，这一说法对于有机化合物却不完全适用。因为在有机化合物中存在着许多物质，它们虽然具有相同的分子式，而性质却截然不同，说明它们是不同的物质。例如，乙醇的分子式是CHO，可是分子式为CH.O的物质，除了乙醇外，还有二甲醚。二者的性质是不相同的，乙醇的沸点为78.4℃，在常温下是液体；而二甲醚的沸点为-23.7℃，在常温下是气体。又如，葡萄糖的分子式为C,H2O6，具有这一分子式的物质，除葡萄糖外，还有果糖、半乳糖、甘露糖等等，这些糖的性
15第四节有机化合物的结构式及其表示方法质也是不完全相同的。由此可见，在有机化合物中，几种不同的物质可能具有同一的分子式。所以，单用分子式往往是不能完全表示某些有机化合物的。为什么在有机化合物中两种或数种不同的物质会具有同一的分子式呢？这是因为组成这些物质分子的各原子之间连接次序和排布方式不同而造成的。换言之，就是因为同一分子式能构成不同化学结构的物质。什么叫物质分子的化学结构呢？就是指物质分子中各原子间用化学键结合的方式。正是由于化学键结合方式的不同，决定了某些不同类物质可以具有同一的分子式。物质的“化学结构”在书面上常用化学符号来表达，例如，乙醇和二甲醚可以表示如下：HHHHa1HCOCHHC-OHCHHHH乙醇二甲醚这种用化学符号来表达分子中各原子之间结合方式的式子，叫做物质分子的化学结构式（或化学构造式）。从乙醇和二甲醚的结构式可以看出，它们分子中原子之间化学键结合的方式是不完全一样的。乙醇分子含有五个C一H键，一个C一C键，一个C一O键和一个O一H键；而二甲醚分子中含有六个C一H键和二个C一O键。正是它们在结构上的差异，决定了它们为两类性质截然不同的化合物。因此，结构式可以表达出具有不同化学结构的物质。在化学上，把分子式相同而结构不同的现象称做同分异构现象；把分子式相同而结构不同的化合物称做同分异构体。例如，乙醇和二甲醚组成一种同分异构现象，故乙醇和二甲醚互为同分异构体。同分异构现象广泛存在于各类有机化合物中。因此，认识有机化合物，不仅在于知道其分子式，而且更重要的是知道其分子结构。物质分子的化学结构和分子的化学组成一样，是靠物理方法和化学方法测定的。测定方法在此不作论述。对我们来说，重要的是知道常见物质分子的化学结构和如何写结构式。各类有机化合物分子的化学结构将在以后各章逐步加以介绍。这里只介绍如何写结构式。在介绍结构式的写法之前，我们必须要知道写结构式的三条基本原则：（1）在有机化合物的结构式中，碳原子之间可以用单键（有时用双键或三键）相互连接成长的碳链或闭合成环。（2）在有机化合物的结构式中，碳原子是四价的，氧原子是二价的，氢原子是一价的。（3）单键可以绕键轴自由旋转
论第一章绪16下面介绍化学结构式的三种常见写法：1，价线式在此结构式中，每一种元素符号代表该元素的一个原子，原子之间的每一根价键都用一短线条表示。例如：HHHHHHHHH-C--OHHCC-C--HHCCCCHHA一HHHHHH1乙醇丙烯2-丁炔H苯该写法的优点是分子中各原子之间的结合关系看起来一目了然，但缺点是写起来比较繁琐。2.简化式在价线式的基础上，把碳氢之间的短线条省去，氢的数目用阿拉伯数字表示，并将其写在氢元素符号的右下角。例如：HCCH3-CH2-OHCH3-CH-CH2CH3CC-CHHCCH1乙醇丙烯2-丁炔HCCHCH茶3.缩写式在简化式的基础上，将结构式中的短线条都省去（有时只省掉碳氢之间和碳碳之间的短线条，但为了明确起见，一般表示碳碳双键和三键的短线条不能省略）。例如：CH,CH,OHCH,CH--CH2CH,C=CCH(CH,),CH(CH2),CH;乙醇丙烯2-丁炔2-甲基己烷苯问题1-5用结构式的三种表示法写出CH的所有可能的结构式
17第五节有机化合物分子中的官能团和有机化合物的分类第五节有机化合物分子中的官能团和有机化合物的分类一、有机化合物分子中的官能团自然界的有机化合物不管它们的数量多么繁多，结构多么复杂，它们相互之间都有一定的内在联系。这种内在联系主要表现在很多有机化合物都具有相同的元素组成、相似的结构特征和相似的理化性质。人们就根据它们的这种内在联系，将巨大数目的有机化合物进行分门别类，例如，凡是含有羟基（一OH)的都归人醇类或酚类；凡是含有羰基（C一O）的都归人醛类或酮类；凡是含有羧基(一COOH)的都归人羧酸类等等。而一OH，C-=O，一COOH等，在有机化学上通称为官能团。什么叫做官能团呢？在物质的分子中，能决定一类化合物主要化学特性的特殊原子团叫做官能团。根据官能团的定义可知，一个化合物的性质主要是通过它的官能团而表现出来的，例如，凡是含有一OH的物质都表现出醇或酚的通性；凡是含有C-O的物质都表现出醛或酮的通性；凡是含有COOH的物质都表现出酸的通性等等。因此，我们根据物质分子中所含官能团的类别就可以预知该物质的大量情况，例如，它们具有怎样的物理性质，即熔点、沸点、相对密度和溶解情况，它们具有怎样的化学性质，即能与哪些试剂反应，生成哪些产物等等。由此可见，官能团在认识和研究有机化合物时具有十分重要的作用。另外，由于具有相同官能团的化合物，其性质是大同小异的，所以，对于千万计的有机化合物，我们只要分类加以研究就行了。为什么官能团能决定一类化合物的主要性质呢？因为官能团一般是分子中比较“活泼”的地方，特别容易受到其它试剂的影响和作用，所以分子的大部分反应往往由官能团表现出来。当然，这并不是说含有某种官能团的分子只能在其官能团上发生反应，在某些情况下，分子的反应不是发生在官能团上，而是发生在分子的其它部位上。然而，这丝毫不能降低官能团的实用价值。有机化合物中常见的官能团列于表1一3。二、有机化合物的分类有机化合物的分类方法一般有两种：一种是根据分子中碳原子的连接方式（碳骨架）分类；另一种是根据分子中所含官能团分类
论第一章绪18表 1 ~ 3重要的官能团及有机化合物按官能团的分类官能团有机化合物类别官能团有机化合物类别O烯烃双键酯基羧酸酯-ORC炔烃三键胺氨基-CC--NH?卤代烃卤素-NO2硝基--X(F,CI,Br,I)硝基化合物羟睛醇和酚-OH基-CN氰基醚醚键偶氮化合物C-OC-N-N-偶氮基醛和酮-0基硫醇和硫酚-SH基羧酸羧-COOH基磺酸SO,H磺酸基（一）根据碳原子的连接方式分类1.开链化合物（或脂肪族化合物）在这类化合物中，碳原子用单键或重键相互连接成直链或叉链。例如：CH,—CH-CH2-CH,CH3—CHCH3CH,-CH-CH-CH3CH3丁烷2-甲基丙烷2-丁烯2.碳环化合物在这类化合物中，碳原子用单键或重键相互连接成环状结构。根据碳环的特点和性质又可将其分为两类：（1）脂环化合物这类化合物可以看作是开链化合物的碳链闭合而成的，由于性质与脂肪族化合物相似，故称做脂环化合物。例如：CHzCH2HCCH2CH2CHH,CCH2CH环丙烷环已烷（2）芳香族化合物分子中大多含有一个或几个苯环的烃，它们的性质与脂环化合物有很大差别。例如：O苯蔡3.杂环化合物分子中含有由碳原子和其它元素的原子所组成的环。例如：