有機化學是科學研究有機化合物(含有共價鍵碳原子的化合物)的化學分支。這一化學分支主要研究有機化合物的結(jié)構(gòu)和化學組成、有機化合物的物理和化學性質(zhì)以及這些化合物發(fā)生的化學反應。有機化學的進步為人類社會做出了許多貢獻，例如合成了多種藥物、聚合物和其他天然產(chǎn)品。有機合成化學是有機化學的一個重要應用領(lǐng)域，涉及為實用目的設計和構(gòu)建有機化合物。

之所以使用 "有機 "一詞，是因為有機化學領(lǐng)域最初僅限于生物體產(chǎn)生的化合物。它與有機物的某種 "生命力 "有關(guān)，因為有機物具有無生命物質(zhì)所沒有的東西。烏里-米勒從無機物中合成出尿素后，這一理論被推翻，但這一分類方法仍沿用至今。

有機化學是一門偉大的科學，因為碳元素有一個重要的特性--碳鏈。碳具有與其他碳原子形成非常穩(wěn)定的鍵的特殊能力，使其能夠形成結(jié)構(gòu)相對復雜的穩(wěn)定分子。鍵合是一種元素與類似原子形成鍵合的能力。因此，有機化學的廣泛應用可歸功于碳的這一特性。

一、有機化學中的反應類型

1.取代反應

RX+Y→RY+X。其中RX是底物，Y是試劑(可以是親電的或親核的)，X稱為離去基團。術(shù)語“取代”是指一組取代另一組。取代反應的類型有親核取代、親電取代、親核芳香取代以及加成反應。

2.消除反應

這些反應可以說是加成反應的逆反應，其中簡單分子(HX，H 2 O)被從底物去除，即，分子被認為從底物消除。消除反應可進一步分為氧化和還原反應、周環(huán)反應以及分子重排反應。

二、有機化學中的場效應

1.感應效應

這是由于電負性的不同，電子通過 σ 鍵發(fā)生異化的效應。例如，在具有 σ 鍵的有機化合物(如 CCC-Cl)中，與氯原子相連的碳稱為 α 碳，其旁邊的碳稱為 ß 碳，依此類推。

由于氯的電負性比碳大，它能從σ鍵中吸引電子，使 Cα 部分帶正電。由于沒有電子，Cα 現(xiàn)在比 Cß 稍帶正電，吸引 Cα-Cß σ 鍵，使 Cß 帶弱正電。電子與氯原子分離的效應也通過 σ 鍵沿碳鏈傳遞。這種電荷轉(zhuǎn)移隨著 σ 鍵數(shù)量的增加而迅速減少。實際上，我們可以忽略 Cß 以外的這種效應。

箭頭指向電負性原子。如果其中一個基團從碳原子上奪取電子，就會使碳原子帶弱正電。這樣的基團稱為-I-基團，其效應稱為-I-效應。例如，-Cl、-Br、-CN 和 -NO 2 都是 -I- 基團。

在碳上添加電子的基團稱為 +I 基團，這種效應在有機化學中稱為 +I 效應。例如，-CH 3 等烷基就是 +I 基團。

2.電聚合效應

這是指在具有多個共價鍵的化合物中，π 電子發(fā)生暫時性偏離。需要注意的是，這是一種瞬時效應，即只有在加入反應物時才會發(fā)生。有機化學中的電磁效應可分為兩類：正電荷效應、負電荷效應。

a.正電荷效應

當烯烴或炔烴等侵蝕性反應物得到一個 π 電子時，大部分反應都是通過 +E 發(fā)生的。這種反應也稱為親電加成反應。當一個 π 電子提供給一個強反應物(H+)時，一個質(zhì)子就會被加到 C-1 上。從而形成正碳離子。

b.負電荷效應

當π電子轉(zhuǎn)移到由多個鍵結(jié)合的電負性較強的原子(O、N、S)上時，這就是所謂的負電荷聚合效應。例如，醛和酮之間的反應主要是通過 -E 效應發(fā)生的。這也稱為親核加成反應。

CN- 離子附著在羧基的 C 原子上，抵消了 π 電子云的移動。

3.介觀效應

具有 σ- 和 π 鍵的分子會表現(xiàn)出交替的介觀效應。這種效應是由于π鍵的永久性脫ocalisation造成的。這增加了共振結(jié)構(gòu)的數(shù)量，使有機化學分子更加穩(wěn)定。這種交替存在σ鍵和π鍵的體系被稱為共軛體系。介觀效應的類型有正介觀效應以及負介觀效應

a.正介觀效應

當電子離開場的方向遠離帶的耦合時，就會產(chǎn)生這種效應。一般來說，與共軛體系結(jié)合有一對孤立電子的基團會將電子推向共軛體系，即遠離共軛體系。

在有機化學中，具有正介觀效應(+M)的基團包括-OH、-OR、-NH 2、-SH 和 -X。

b.負介觀效應

當電子離開場的方向朝向基團的結(jié)合部位時，就會產(chǎn)生這種效應。在有機化學中，抽電子基團通常會出現(xiàn)這種情況。

4.共振效應

有些分子，如碳酸根離子(CO 3 2-)，僅靠路易斯結(jié)構(gòu)無法解釋其所有性質(zhì)。在這種情況下，分子被認為具有不止一種結(jié)構(gòu)。

每種結(jié)構(gòu)都能解釋部分性質(zhì)，但不能解釋所有性質(zhì)。分子的實際結(jié)構(gòu)是所有可能結(jié)構(gòu)(標準形式)的混合物。這種現(xiàn)象在有機化學中稱為共振。發(fā)生共振時，每個鍵都會變成單鍵和雙鍵。

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