有机化学

定　　价：45 元

丛书名：应用型本科高等院校“十二五”规划教材

• 作者：李发胜，李映苓主编
• 出版时间：2012/6/1
• ISBN：9787030350237
• 出 版 社：科学出版社

• 中图法分类：O62 
• 页码：289
• 纸张：胶版纸
• 版次：1
• 开本：16K

内容简介

　   本书为普通高等教育“十二五”应用型本科院校化学类核心课程教材，是在总结应用型本科院校有机化学的教学经验和教学成果，根据医药学各专业教学基本要求编写而成的。 全书共17章，按照官能团主线，以各类有机化学的结构为切入点，阐明它们的性质和相互转变。章末附有知识拓展、小结、主要反应总结和习题。 本书力求内容精炼、重点突出，增加应用性知识，并紧密结合和突出有机化学与生命科学的联系。 《有机化学》可作为高等医学院校基础医学、临床、口腔、药学、检验、预防、护理、中医、中药学、制药、生物、环境等专业的教材，也可供相关专业的教师和学生参考。

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编辑推荐

       李发胜、李映苓主编的《有机化学》共分为17章。前11章主要介绍有机化学基本概念、基础知识和基本理论，使学生有较扎实的知识储备。12-15章是重点，强调生物分子(杂环化合物、糖、脂类、氨基酸、蛋白质、核酸)等作为生命物质基础的重要性，激励学生从分子水平上研究生命科学，培养富于创新、高素质的人才。16-17章简要介绍了有机波谱学和医用高分子材料，力求拓宽学生的知识视野。

目 录

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 有机化合物和有机化学 1
1.2 有机化学与生命科学的关系 2
1.3 有机化合物的结构和特征 2
1.3.1 路易斯共价键理论 3
1.3.2 价键理论 3
1.3.3 杂化轨道理论 3
1.3.4 分子轨道理论 5
1.3.5 共振论 6
1.3.6 共价键的性质 6
1.3.7 分子间作用力 8
1.3.8 有机化合物的特征 9
1.4 有机化学反应的基本类型 9
1.5 有机化学中的酸碱概念 10
1.5.1 酸碱质子理论 10
1.5.2 酸碱电子理论 10
1.6 有机化合物的分类和构造式的表示方法 11
1.6.1 有机化合物的分类 11
1.6.2 有机化合物构造式的表示方法 12
1.7 研究有机化合物结构的步骤与方法 13
知识拓展 14
小结 15
习题 15
第2章 烷烃和环烷烃 16
2.1 烷烃 16
2.1.1 烷烃的结构 16
2.1.2 烷烃的异构现象 17
2.1.3 烷烃的命名 19
2.1.4 炕烃的物理性质 22
2.1.5 烷烃的化学性质 23
2.2 环烷烃 26
2.2.1 环烷烃的分类和命名 26
2.2.2 小环烷烃的结构与不稳定性 27
2.2.3 环戊烷的构象 28
2.2.4 环己烷的构象 28
2.2.5 环烷烃的物理性质 30
2.2.6 环烷烃的化学性质 31
知识拓展 32
小结 32
习题 33
第3章 烯烃和炔烃 35
3.1 烯烃 35
3.1.1 烯烃的结构和异构 35
3.1.2 烯烃的命名 36
3.1.3 烯烃的物理性质 38
3.1.4 烯烃的化学性质 39
3.1.5 亲电加成反应机理 43
3.2 炔烃 46
3.2.1 炔烃的结构和异构 46
3.2.2 炔烃的命名 47
3.2.3 炔烃的物理性质 47
3.2.4 炔烃的化学性质 48
3.3 二烯烃 50
3.3.1 二烯烃的分类和命名 50
3.3.2 共轭二烯烃 51
3.3.3 共轭二烯烃的化学性质 53
知识拓展 55
小结 55
习题 57
第4章 芳香烃 59
4.1 苯的结构 59
4.1.1 苯的凯库勒结构式 59
4.1.2 苯分子结构的现代解释 59
4.2 芳香烃的分类和命名 60
4.2.1 芳香烃的分类 60
4.2.2 芳香烃的命名 61
4.3 单环芳香烃的物理性质 62
4.4 单环芳香烃的化学性质 63
4.4.1 苯环的亲电取代反应 63
4.4.2 烷基苯侧链上的反应 65
4.4.3 加成反应 65
4.5 苯环亲电取代反应的定位效应 66
4.5.1 定位效应 66
4.5.2 定位效应的应用 66
4.5.3 定位效应的解释 67
4.6 稠环芳香烃 68
4.6.1 萘 68
4.6.2 蒽和菲 70
4.6.3 致癌芳香烃 70
4.7 非苯型芳香烃 71
4.7.1 芳香性和休克尔规则 71
4.7.2 非苯型芳香性化合物 71
知识拓展 72
小结 73
习题 74
第5章 对映异构 75
5.1 物质的旋光性 75
5.1.1 偏振光和旋光性 75
5.1.2 旋光度与比旋光度 76
5.2 手性和对称性 77
5.2.1 对映异构和手性分子 77
5.2.2 分子的对称性和对映异构 78
5.3 对映体的表示方法 79
5.4 对映体构型的标记 80
5.4.1 D/L构型标圮法 80
5.4.2 R/S构型标记法 81
5.5 具有手性碳原子的分子 82
5.5.1 具有一个手性碳原子的对映异构体 82
5.5.2 具有两个手性碳原子化合物的对映体 82
5.6 对映异构与生物活性 84
知识拓展 84
小结 85
习题 85
第6章 卤代烃 88
6.1 卤代烃的分类和命名 88
6.1.1 卤代烃的分类 88
6.1.2 卤代烃的命名 88
6.2 卤代烃的物理性质 88
6.3 卤代烃的化学性质 90
6.3.1 卤代烷的亲核取代反应及其反应机理 90
6.3.2 卤代烷的消除反应 91
6.3.3 不饱和肉代烃的取代反应 91
6.3.4 卤代烃与金属反应 96
6.4 重要的卤代烃 96
知识拓展 97
小结 97
习题 98
第7章 醇、酚、醚 100
7.1 醇 100
7.1.1 醇的结构、分类和命名 100
7.1.2 醇的物理性质 102
7.1.3 醇的化学性质 102
7.1.4 重要的醇 106
7.2 酚 107
7.2.1 酚的结构、分类和命名 107
7.2.2 酚的物理性质 108
7.2.3 酚的化学性质 108
7.2.4 重要的酚 112
7.3 醚 112
7.3.1 醚的结构、分类和命名 112
7.3.2 醚的物理性质 111
7.3.3 醚的化学性质 111
7.3.4 重要的醚 114
7.4 硫醇和硫醚 111
7.4.1 硫醇 111
7.4.2 硫醚 116
知识拓展 117
小结 118
习题 119
第8章 醛、酮、醌 121
8.1 醛、酮 121
8.1.1 醛和酮的结构 121
8.1.2 醛和酮的分类和命名 121
8.1.3 醛和酮的物理性质 123
8.1.4 醛和酮的化学性质 124
8.1.5 重要的醛和酮 134
8.2 醌 135
8.2.1 醌的结构和命名 135
8.2.2 醌的化学性质 136
8.2.3 重要的醌 137
知识拓展 137
小结 138
习题 139
第9章 羧酸和取代羧酸 141
9.1 羧酸 141
9.1.1 羧酸的结构、分类和命名 141
9.1.2 羧酸的物理性质 143
9.1.3 羧酸的化学性质 143
9.1.4 重要的羧酸 147
9.2 取代羧酸 147
9.2.1 羟基酸 147
9.2.2 酮酸 150
知识拓展 151
小结 151
习题 152
第10章 羧酸衍生物 154
10.1 羧酸衍生物的结构和命名 154
10.1.1 羧酸衍生物的结构 154
10.1.2 羧酸衍生物的命名 154
10.2 羧酸衍生物的物理性质 157
10.3 羧酸衍生物的仳学性质 157
10.3.1 酰基亲核取代反应 157
10.3.2 还原反应 160
10.3.3 酯缩合反应 161
10.3.4 酰胺的特性 162
10.4 β-二羰基化合物 162
10.4.1 乙酰乙酸乙酯酮式烯醇式互变异构 163
10.4.2 乙酰乙酸乙酯合成法 163
10.4.3 丙二酸二乙酯合成法 164
10.5 重要的羧酸衍生物 164
10.6 碳酸衍生物 165
10.6.1 尿素 165
10.6.2 胍 166
10.6.3 丙二酰脲 166
知识拓展 167
小结 168
习题 169
第11章 含氮、磷的有机化合物 172
11.1 胺 172
11.1.1 胺的结构、分类和命名 172
11.1.2 胺的物理性质 174
11.1.3 胺的化学性质 175
11.1.4 重要的胺类化合物 179
11.2 重氮化合物和偶氮化合物 180
11.2.1 结构 180
11.2.2 重氮盐的性质 180
11.3 生物碱 182
11.3.1 生物碱的橛念及分类 182
11.3.2 生物碱的性质 182
11.3.3 重要的生物碱 182
11.4 含磷有机化合物 184
11.4.1 含磷有机化合物的结构和命名 184
11.4.2 有机磷农药 185
知识拓展 185
小结 186
习题 187
第12章 杂环化合物 189
12.1 杂环化合物的分类和命名 189
12.1.1 杂环化合物的分类 189
12.1.2 杂环化合物的命名 190
12.2 五元杂环化合物 191
12.2.1 呋喃、噻吩和吡咯的结构 191
12.2.2 呋喃、噻吩和吡咯的性质 191
12.2.3 重要的五元杂环化合物及其衍生物 192
12.3 六元杂环化合物 194
12.3.1 吡啶的结构 194
12.3.2 吡啶的性质 195
12.3.3 重要的六元杂环化合物及其衍生物 196
12.4 稠杂环化合物 197
12.4.1 喹啉及异喹啉 197
12.4.2 嘌呤 197
知识拓展 198
小结 199
习题 200
第13章 糖类 201
13.1 单糖 201
13.1.1 单糖的分类、开链结构和构型 201
13.1.2 单糖的变旋光现象和环状结构 203
13.1.3 单糖的物理性质 206
13.1.4 单糖的化学性质 206
13.1.5 重要的单糖及其衍生物 209
13.2 双糖 210
13.3 多糖 212
13.3.1 淀粉 212
13.3.2 糖原 213
13.3.3 纤维素 214
13.3.4 有旋糖酐 214
13.3.5 透明质酸 215
13.3.6 肝素 215
知识拓展 215
小结 216
习题 217
第14章 脂类和萜类化合物 219
14.1 油脂和蜡 219
14.1.1 油脂的组成、结构和命名 219
14.1.2 油脂的物理性质 220
14.1.3 油腊的化学性质 221
14.1.4 蜡 222
14.2 磷脂 222
14.2.1 甘油磷脂 222
14.2.2 鞘磷脂 224
14.3 甾族化合物 224
14.3.1 甾族化合物的结构 224
14.3.2 重要的甾族化合物 225
14.4 萜类化合物 228
14.4.1 萜类化合物的结构和分类 228
14.4.2 单萜类化合物 228
14.4.3 倍半萜类化合物 230
14.4.4 二萜类化合物 230
14.4.5 三萜类化合物 231
14.4.6 四萜类化合物 231
知识拓展 231
小结 232
习题 232
第15章 氨基酸、肽、蛋白质、酶和核酸 234
15.1 氨基酸 234
15.1.1 氨基酸的结构、分类和命名 234
15.1.2 氨基酸的性质 237
15.2 肽 239
15.2.1 肽的结构和命名 239
15.2.2 肽链结构的测定 241
15.2.3 生物活性肽 242
15.3 蛋白质 244
15.3.1 虿白质的元素组成和分类 244
15.3.2 蛋白质的结构 244
15.3.3 蛋白质的性质 246
15.4 酶的化学 248
15.4.1 酶的概念 248
15.4.2 酶的分类和命名 248
15.5 核酸 249
15.5.1 核酸的化学组成 250
15.5.2 核酸的分子结构 252
15.5.3 核酸的理化性质 255
知识拓展 256
小结 256
习题 257
第16章 生物医用高分子材料 259
16.1 生物医用高分子材料概述 259
16.1.1 高分子化合物的组成和结构 259
16.1.2 高分子化合物的分类和命名 260
16.1.3 高分子化合物的合成方法 261
16.2 生物医用高分子化合物的性质 262
16.2.1 高分子化合物的物理性质 263
16.2.2 高分子化合物的化学性质 263
16.2.3 医用高分子化合物的生物相容性 264
16.3 生物医用高分子材料在医药学上的应用 266
16.3.1 生物医用高分子材料的条件要求 266
16.3.2 生物医用高分子材料在医学上的应用 266
16.3.3 生物医用高分子材料在药学上的应用 270
知识拓展 272
小结 272
习题 273
第17章 有机波谱学基础 274
17.1 吸收光谱概述 274
17.2 紫外光谱 275
17.2.1 紫外光谱的基本原理 275
17.2.2 紫外光谱解析 276
17.3 红外光谱 277
17.3.1 红外光谱的基本原理 277
17.3.2 基团的特征吸收频率与指纹区 278
17.3.3 红外光谱图解析 279
17.4 核磁共振谱 280
17.4.1 核磁共振氢谱的基本原理 281
17.4.2 化学位移 282
17.4.3 自旋偶合与自旋裂分 283
17.4.4 1H NMR诺图解析 285
17.5 质谱 286
知识拓展 287
小结 287
习题 288
主要参考文献 290
中英文对照索引 291

文 摘

第1章 绪论
本章重点阐述有机化合物分子中共价键的本质、碳原子的三种杂化方式、共价键的极性、分子间作用力及路易斯酸碱理论；其次介绍有机化合物的分类、主要官能团和有机反应的类型；简要说明有机化学的发展历程及研究有机化合物结构的步骤和方法，为后续章节的学习奠定基础。
1.1有机化合物和有机化学
从组成上看，有机化合物（organiccompound）是指除CO、CO2和简单碳酸盐之外的所有含碳化合物。除含有碳元素外，绝大多数还含有氢元素，而且许多有机化合物中还含有氧、氮、硫、磷和卤素等其他元素，所以也常把有机化合物称为碳氢化合物及其衍生物（compound of hydrocarbon and its derivatives）。而有机化学（organic chemistry）就是研究有机化合物的化学，是研究有机化合物的结构、性质及其反应的一门科学。
有机化合物广泛存在于自然界中。人类很早就知道，如何从动植物中提取加工得到一些有用物质，如糖、酒、醋、香料、染料和药物等。据我国《周礼》记载，当时已设专司管理染色、酿酒和制醋等工艺；我国在汉代就发明了造纸术，在《神农本草经》中记载几百种重要的药物，其中大部分是植物。18世纪以来，人们已经分离提取得到一系列较纯的化合物，如乙二酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、尿素和吗啡等。由于这些物质都是从有生命的动植物体中获得，并且因当时条件所限，不能人工合成，因此，早期化学家把这类物质称为有机化合物。1806年，瑞典化学家贝采利乌斯（J.J.Berzelius）首先提出了“有机化学”这一名词，以区别于其他矿物质的化学――“无机化学”。他认为有机化合物只能在生物体内通过神秘莫测的“生命力”作用才能产生，在实验室内不能由无机化合物合成。
1928年，28岁的德国化学家维勒在加热无机化合物氰酸铵时得到了有机化合物尿素：NH4OCN△NH2CONH2。维勒的实验结果给“生命力”学说带来第一次强大的冲击，突破了无机化合物与有机化合物之间的严格界限。此后，更多的有机化合物相继合成出来。例如，1845年，德国化学家科尔柏（H.Kolbe）合成了乙酸；1854年，法国化学家贝特洛（M.Berthelot）合成了油脂；1856年，英国化学家佩金（W.H.Perkin）合成了苯胺紫。人们逐渐摒弃了“生命力”学说，有机化学进入了人工合成时代，并得到迅速的发展。如今，许多结构复杂的生物大分子（如蛋白质、核酸、激素和多糖等）也都成功地合成出来。“有机”这一名词已不再反映其原有的涵义，只是由于历史和习惯的缘故才沿用至今。
19世纪中期，德国化学家凯库勒（A.Kekulè）、英国化学家库珀（A.S.Couper）和俄国化学家布特列洛夫（A.M.Butlerov）分别提出有机化合物的结构学说，极大地推动了有机化学的发展。1874年，荷兰化学家范特霍夫（J.H.van’tHoff）和法国化学家勒贝尔（J.A.Lebel）同时提出了碳的四面体学说，建立了分子的立体概念，从而开创了以立体观点来研究有机化合物的立体化学。
20世纪30年代，量子力学原理和方法引入到有机化学后，阐明了化学键的微观本质，进而形成了价键理论和分子轨道理论等。20世纪60年代，合成维生素B12过程中分子轨道守恒原理的发现，使人们对有机化学反应过程有了比较深入的认识。
随着近代科学技术的发展，应用现代物理实验技术（如红外光谱、核磁共振谱、紫外光谱、质谱、色谱和X射线衍射等）测定有机化合物的精细结构，加速了有机化合物的研究。一些新的实验技术，如光化学技术、催化化学技术、微波技术和超声波技术等应用到有机化学反应中，提高了反应的转化速率和产物的选择性。
20世纪70年代，美国化学家科里（E.J.Corey）提出逆合成分析理论，基于此，他合成了许多结构非常复杂且具有生理活性的有机化合物，这种理论成为现代有机合成设计思想的基石。
有机化学经历了200多年的发展，已由实验性科学发展成为实验、理论并重的学科，并形成了有机合成化学、天然有机化学、生物有机化学、金属与元素有机化学、物理有机化学以及有机物分离分析等分支学科。同时，有机化学与生物学、物理、材料等多种学科的交叉、融合、协同促进，新型交叉学科不断诞生，如绿色化学、化学生物学、化学基因组学、蛋白质组学、化学糖生物学和化学遗传学等。有机化学在当今社会将发挥越来越重要的作用。
1.2 有机化学与生命科学的关系
随着生命科学的发展，特别是近年来分子生物学、分子医学、遗传组学、蛋白组学、代谢组学、糖生物学等学科的相继出现，生命科学的发展进入了分子水平，而化学的宗旨是在分子、原子水平上认识和改造物质世界，所以生命科学与化学学科的关系极为密切。组成生命体的物质除水分子和无机离子外，其他物质几乎都是有机化合物，生物体内所发生的化学反应大多数属于有机化学反应。这些化学物质在生物体内进行一系列复杂的变化，完全遵循化学反应的普遍规律，以维系机体的生命活动。尽管生命是一个极为复杂的过程，但其物质基础和生命活动都离不开化学分子和化学反应。化学在生命中的作用，正如1959年诺贝尔（Nobel）生理学或医学奖获得者美国生物化学家科恩伯格（A.Kornberg）所认为：“人类的形态和行为都是由一系列各负其责的化学反应来决定的”，“把生命理解成化学”。因此，有机化学是生命科学不可缺少的化学基础。人们只有掌握并应用有机化学的理论和方法，才能认识到蛋白质、核酸、酶和多糖等生命大分子的结构和功能，为探索生命的奥妙奠定基础，促进生命科学的发展；同时，生命科学也充实和丰富了有机化学的内容，在大分子和超分子水平上，有机化学与生命科学将在更广阔范围和更深层次上相互渗透、全面互补。有机化学与生命科学的密切结合，是现代科学发展的需要和必然结果。
1.3 有机化合物的结构和特征
有机化合物的结构是指分子的组成、分子中各原子相互结合的顺序和方式、价键结构、分子中电子的分布状态、三维结构和分子中原子或基团之间相互影响等。有机化合物的结构决定了化合物的性质，而有机化合物的性质又将反映其结构特征。有机化合物结构的研究中首先涉及的就是原子间相互结合的化学键。
有机化合物都含有碳元素，碳原子处于元素周期表中第二周期ⅣA族，基态碳原子核外电子排布式为1s22s22p2，其外层有4个电子。当碳原子与其他原子（包括碳原子）形成化合物时，它不易失去或获得价电子，而总是通过共享电子，即以共价键（covalent bond）形成稳定的电子构型。对于共价键的解释，主要有路易斯共价键理论、价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论和共振论等。
1.3.1路易斯共价键理论
1916年，美国物理化学家路易斯（C.N.Lewis）提出了经典共价键理论：分子中的每个原子都有达到稳定的稀有气体结构的倾向。在非金属原子组成的分子中，原子达到稀有气体稳定结构不是通过电子的得失，而是通过共享一对或几对电子来实现的。这种由共享电子对所形成的化学键称为共价键。稀有气体除氦仅有两个价电子外，其他的价电子层均为八个价电子，所以路易斯共价键理论又称为八隅律（octet rule）。
1.3.2 价键理论
路易斯共价键理论揭示了共价键与离子键的区别，但未能说明共价键是如何形成的。随着量子力学在化学中的应用，化学家建立了价键理论，其基本要点为：当两个原子接近时，自旋方向相反的未成对电子相互配对，原子轨道重叠，核间电子出现的概率密度增大，使系统能量降低，形成稳定的共价键；每个原子形成共价键的数目取决于单电子数目，即一个原子含有几个未成对电子，通常就能与其他原子的几个自旋方向相反的未成对电子配对形成共价键，这就是共价键的饱和性；形成共价键的原子轨道重叠越多，两核间电子出现的概率密度就越大，形成的共价键就越牢固，因此在可能情况下，共价键的形成将沿着原子轨道最大重叠的方向进行，这就是共价键的方向性。
有机化合物中的共价键类型主要有σ键（σ bond）和π键（π bond）两种。由两个成键原子轨道沿着轨道的键轴方向重叠所形成的共价键称为σ键，其电子云呈圆柱形对称分布于键轴周围，轨道的重叠程度最大，成键的两个原子可以沿键轴自由旋转。由两个p轨道从侧面相互平行重叠形成的共价键称为π键，其电子云分布在键轴的参考平面（节面）的上方及下方，在节面上电子云密度几乎为零，此种轨道重叠程度最小。π键不能自由旋转，也不如σ键牢固。有机化合物分子中的单键都是σ键。
1.3.3 杂化轨道理论
价键理论比较简明地阐明了共价键的形成过程和本质，并成功地解释了共价键的方向性和饱和性等特点，但在解释分子的空间结构方面遇到了困难。为了解释多原子分子的空间结构，1931年，美国化学家鲍林（L.G.Pauling）在价键理论的基础上，提出了杂化轨道理论，其基本要点如下：原子在形成分子时，由于原子间相互影响，同一原子中参与成键的不同类型、能量相近的原子轨道进行重新组合，形成能量、形状和空间取向与原来轨道不同的新的原子轨道，这个过程称为原子轨道的杂化（hybridization），所形成的新的原子轨道称为杂化轨道（hybrid orbital）。杂化轨道的数目等于参与杂化的原子轨道的数目，杂化轨道的成键能力比未杂化的原子轨道的成键能力强，形成的化学键的键能大，杂化轨道的空间构型取决于中心原子的杂化类型。碳原子的杂化方式主要有sp3、sp2、sp三种。
1.sp3杂化轨道碳原子在基态时的外层电子构型为2s22p1x2p1y，在形成共价键时，2s轨道上的1个电子激发到2pz空轨道上，形成1s22s12p1x2p1y2p1z（激发态），然后1个2s和3个2p轨道进行杂化，形成4个完全相同的sp3杂化轨道。
sp3杂化轨道的形状类似葫芦形，一头大、一头小［图1-1（a）］。四个sp3杂化轨道对称地排布在碳原子的周围，它们的对称轴在空间的取向相当于从正四面体的中心伸向四个顶点的方向，形成正四面体的空间构型，杂化轨道对称轴间的夹角为109.5°［图1-1（b）］。这样sp3杂化轨道之间的相互斥力最小，能量最低，体系最稳定。
2.sp2杂化轨道如果碳原子激发态中的1个2s轨道与2个2p轨道进行杂化，形成3个完全相同的sp2杂化轨道，还剩1个p轨道未参与杂化。
sp2杂化轨道的形状也类似葫芦形，一头大、一头小，但比sp3略短一些。3个sp2杂化轨道的对称轴在同一平面上，构成三角形的平面构型，杂化轨道对称轴间的夹角为120°［图1-2（a）］。
碳原子上余下1个未参与杂化的2p轨道，它的对称轴垂直于sp2杂化轨道的平面［图1-2（b）］。
3.sp杂化轨道
如果碳原子激发态中的1个2s轨道与1个2p轨道进行杂化，形成2个完全相同的sp杂化轨道，还剩2个p轨道未参与杂化。
sp杂化轨道的形状也类似葫芦形，但比sp2还要短一些。2个sp杂化轨道呈直线形构型，杂化轨道对称轴间的夹角为180°［图1-3（a）］。余下2个未参与杂化的2p轨道与sp杂化轨道相互垂直［图1-3（b）］。
1.3.4分子轨道理论
价键理论形象、直观、易理解，是从定域（成键的电子只局限于成键两原子之间）的观点出发，说明了共价键的形成和分子空间构型等问题，但没有把分子看成是一个整体，因此，该理论具有一定的局限性。而分子轨道理论是以离域（成键的电子分布在整个分子中）的观点为基础，对分子的描述更准确，并逐渐在有机化学理论中占据主导地位。分子轨道理论的基本要点如下：
（1）成键的电子在分子中空间的运动状态称为分子轨道（molecular orbital），可用波函数Ψ来描述。分子轨道是由组成分子的原子轨道线性组合而成。形成的分子轨道数与参与成键原子轨道数相等。例如，两个原子轨道线性组合得到两个分子轨道，一个是成键分子轨道，其能量比两个原子轨道中能量较低的轨道还低，较稳定；另一个是反键分子轨道，其能量比两个原子轨道中能量较高的轨道还要高，不稳定（图1-4）。
（2）为了有效地组合成分子轨道，参与组合的原子轨道还必须满足以下三条原则：①对称性匹配原则，成键的两个原子轨道，必须是位相相同的部分相互重叠才能形成稳定的分子轨道；②能量相近原则，只有能量相近的两个对称性匹配的原子轨道才能有效地组合成分子轨道，而且原子轨道的能量越接近，组合成的分子轨道越有效；③轨道最大重叠原则，能量相近、对称性匹配的两个原子轨道线性组合成分子轨道时，应尽可能使原子轨道重叠程度最大，以使成键分子轨道的能量尽可能降低，形成的化学键越稳定。
（3）电子在分子轨道中的排布，同样遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪德规则。
1.3.5 共振论
为了解决经典结构式表达复杂的电子离域体系的矛盾，鲍林在价键理论的基础上提出了共振论（resonance theory）。其基本要点是：电子离域体系的分子、离子或自由基不能用一个经典结构式（Lewis式）表示清楚，而需用几个可能的原子核位置不变、只是电子位置变化的Lewis式来表示，这些Lewis结构式称为共振式或共振极限式。实际上分子、离子或自由基是共振式的共振杂化体（resonance hybride）。共振杂化体表达了成键的电子离域于整个分子、离子或自由基中，因此，能比较全面地解释化合物的性质。
例如，硝基甲烷的结构可以用下列两个共振式或共振杂化体表示。
双箭头“”是共振符号，连接共振式，表示共振式的共振或叠加，合起来表示共振杂化体。弯箭头“”表示电子对转移。
一般情况下，能级相等或近似的共振式越多，电子离域程度越大，这个体系的热力学能越低，越稳定。每个共振式对共振杂化体的贡献不是均等的，越稳定的共振式其贡献越大，相同的共振式对共振杂化体的贡献相等。