[化学分析] 有机化合物结构特征与重要特性

有机化合物的结构特征主要是碳原子以共价键方式与氢和其它元素结合。

  1．σ键与π键

表4.2σ键、π键特征比较

σ键




π键





由原子轨道轴向交叠而成，交叠程度大




侧面交叠，交叠程度较小





电子云对键轴呈圆柱形对称分布，核对其束缚力较大




π电子云分布在分子平面上下，流动性较大，极化性也大





绕键轴旋转不破坏交叠




不能自由旋转，C—C原子相对旋转会减少甚至破坏交叠，造成键的断裂，因此有顺反异构现象。





键能大、稳定




键能较小，易破裂，易起化学反应







2．键参数

  

（1）键能

表4．3各类键的键能


类型
C-C(σ)
C-H(σ)
C=C

(1σ,1π)
C=C

(1σ,2π)

键能(kJ/mol)
347
414
611
837



（2）键长
表4．4各类键的键长
类型




C-C




C=C




C≡C




C=O




C=N




C-H




C-Cl




C-H




N-H





键长pm




154




134




120




122




130




109




176




97




103





由于构成共价键的原子在分子中相互影响，同一类型的共价键在不同化合物中可能稍有差别。
【例1】比较CH3-CH3（I）；CH3-CH=CH2（Ⅱ）；CH3-C≡CH（Ⅲ）； CH2=CH-C≡CH（Ⅳ）各化合物中C-C单键的键长。
解：因各化合物中 C—C单键的键长分别是：（Ⅰ）153p