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单键
分子中两个原子之间由共用一对电子而形成的共价键,叫做单键。单键通常在代表两个原子的元素符号间画上一条短线表示。含有单键的有机物具有饱和性。单键通常是比较稳定的σ键。在环丙烷、环丁烷等张力较大的小环分子中的碳碳单键,不是以核间直线为对称轴的σ键,轨道重叠程度不及一般σ键,所以不稳定,容易断裂。
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双键
分子中两个原子之间由共用两对电子而形成的共价键,叫做双键。双键通常由一个σ键和一个π键构成的,但它不是单键的简单加和。例如,乙烯分子中碳碳双键,键能是598KJ/mol,而乙烷分子中碳碳单键,键能是374KJ/mol。而丙酮分子中碳氧双键键能(750KJ/mol)大于甲醚分子中碳氧单键的键能(360KJ/mol)的两倍。
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三键
分子中两个原子之间由共用三对电子而形成的共价键,叫做三键(曾用名:叁键)。三键通常是由一个σ键和两个π键构成的。但三键不是三个单键或单键和双键的简单加和。例如,C—N、C=N和C≡N的键能分别是305KJ/mol、616KJ/mol和893KJ/mol。三键的主要化学特性是其中的两个π键容易断裂而跟其他原子或原子团发生加成反应。
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杂化轨道理论
杂化轨道理论:价键理论对共价键的本质和特点做了有力的论证,但它把讨论的基础放在共用一对电子形成一个共价键上,在解释许多分子、原子的价键数目及分子空间结构时却遇到了困难。以上几例都是阐明了共价单键的性质,至于乙烯和乙炔分子中的双键和三键的形成,又提出了σ键和π键的概念。碳碳双键中的sp2杂化如下所示。
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二烯烃
分子中含有两个碳碳双键的链状或环状的碳氢化合物叫二烯烃。根据两个双键的相对位置,二烯烃分累积二烯烃(两个双键连接在同一个碳原子上)、共轭二烯烃(两个双键被一个单键隔开)和孤立(隔离)二烯烃(两个双键被两个或两个以上单键隔开)三类。累积二烯烃很不稳定。孤立二烯烃的性质基本上跟单烯烃一样。
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类别异构
组成相同而分子中的各种原子结合方式或顺序不同,因此有不同的官能团,这些化合物叫类别异构(叫官能团异构)。类别异构涉及分子中碳原子的结合方式(单键、双键或三键)、碳架的基本结构(成链或成环)以及其他原子在碳链中或碳链上的位置。这类异构如1,3-丁二烯和1-丁炔,环丁烷和1-丁烯,乙醇和甲醚,丙酮和丙醛。
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共轭效应
在单键和双键相互交替的共轭体系或其他共轭体系中,由于π电子的离域作用使分子更稳定、内能降低、键长趋于平均化,这种效应叫做共轭效应。但是两者的区别是诱导效应主要通过σ键传递,而且传递二三个原子后就迅速减弱到可以忽略不计。例如,1,3-丁二烯跟卤化氢反应时,由于动态共轭效应使加成反应主要发生1,4-加成。
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饱和烃
分子中的碳原子间全部以单键连接,碳原子余下的价键被氢原子饱和的碳氢化合物,叫做饱和烃。(2)从靠近取代基的一端给主链上碳原子依次编号,把取代基的位次和名称写在母体名称前面。小环的环烷烃(如环丙烷、环丁烷)的环不稳定,环易破裂,在适当条件下能跟H2、X2、HX等发生加成反应,生成相应的开链有机物。
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同分异构
分子式相同而分子结构和性质不同的化合物,叫做同分异构体。结构异构是因分子中各原子的结合顺序和方式不同而产生的异构,其中包括碳架异构、位置异构、类别异构等。分子中存在双键或环状结构,使分子中某些原子或基团具有不同的空间位置,这样产生的异构,叫做顺反异构。
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定位效应
苯环上原有取代基对新引入取代基位置的影响,叫做定位效应。属于这类取代基的有(按定位效能从强到弱排列):—N(CH3)3(三甲胺基正离子)、—NO2(硝基)、—CN(氰基)、—SO3H(磺基)、—CHO(醛基)、—COCH3(乙酞基)、—COOH(羧基)、—COOCH3(甲氧羰基)、—CONH2(氨基甲酰基)等。
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半导体
半导体由于禁带宽度较小,升温时(有时还可以借助于光、电和磁效应)价电子被激发,从满带进入空带,而在满带形成空穴,从而可以导电。利用纯固体晶体直接在某种势场作用下导电(可为电子导电,也可为空穴导电)的材料为本征半导体。比较典型的是InSb,GaAs等,它们在激光、光电转换、红外遥感等许多技术中有广泛的应用前景。
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聚乙烯
乙烯单体在不同的反应条件下进行加成聚合反应可得到不同性能的聚乙烯。当乙烯分子在催化剂的作用下,双键被打开,CH2—CH2两端的单键可与邻近的乙烯分子连接,发生聚合反应,生成线型(长链状)的聚乙烯分子。聚乙烯分子中有一个重复的结构单元CH2—CH2,称为链节,n称为聚合度,也就是聚乙烯分子中所含链节的数目。
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合成高分子
合成高分子的主链主要是由碳原子以共价键结合起来的碳链,由于单键可以自由旋转,使线型长链高分子在旋转的影响下,整个分子保持直线状态的机率甚微。高分子材料相对密度小,但强度高,有的工程塑料的强度超过钢铁和其他金属材料。如果具备形成氢键的条件,分子链之间还可形成氢键。聚四氟乙烯是优异的耐酸、耐腐蚀材料。
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反式脂肪酸
脂肪酸(fattyacid)是一类羧酸。这两个以双键相连的碳原子,如果它们的氢原子位于同一侧,叫做顺式,这种脂肪酸就叫顺式脂肪酸。有研究表明长期过量食用氢化加工产生的反式脂肪酸可引起人体血脂代谢异常,增加低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量,降低高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量,从而增加心血管疾病发生的风险。
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有机化合物
有机化合物即碳氢化合物(烃)及其衍生物,简称有机物。烃骨架非常稳定,因为形成碳-碳单键和双键的碳原子同等享用它们之间的电子对。如酶(细胞的催化剂)可识别生物分子中的特殊功能团并催化其结构发生特征性变化,大多数生物分子是多功能的,含有两种或多种功能团。丙氨酸的化学性质就基本决定于其氨基和羧基。
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TFA
脂肪酸(fattyacid)是一类羧酸。这两个以双键相连的碳原子,如果它们的氢原子位于同一侧,叫做顺式,这种脂肪酸就叫顺式脂肪酸。有研究表明长期过量食用氢化加工产生的反式脂肪酸可引起人体血脂代谢异常,增加低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)含量,降低高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量,从而增加心血管疾病发生的风险。
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元素周期性
至于镧系元素从左至右,各元素的最后一个电子都填充在(n-2)层上,由于内层电子对外层电子的屏蔽较有效,因此有效核电荷增加很少,因此原子半径略有收缩(约1pm),但累计有14个元素导致镧系原子半径相近,加上电子构型相似因而La系15个元素(常还包括钇)化学性质相近。电负性是元素的原子在分子中吸引成键电子的能力。
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烷烃
甲烷(CH4)、丁烷(C4H10)和辛烷(C8H18)是我们日常生活中最常遇到的几种烷烃,它们分别是天然气、石油液化气和汽油的主要成分。这类化合物中碳原子按四面体方向和其他碳原子或氢原以共价单键相联成链。由于碳原子的外层4个价电子都已分别成键,因此,它们属饱和烃,其通式为CnH2n2,在特定条件下可以发生取代反应。
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炔烃
炔烃是分子中含有一个或多个碳碳三键(—C≡C—)的碳氢化合物叫炔烃。炔烃跟烯烃的性质相似,也能发生亲电加成、聚合和氧化反应。跟三键碳原子连接的氢原子(—C≡C—H)比较活泼(叫做活泼氢或炔氢),它能跟某些试剂反应,被金属取代而生成金属炔化物。最重要的炔烃是乙炔C2H2。而只含单键的烷烃只能发生取代反应。
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原子半径
按照电子云概念,原子核外的电子以不同几率密度分布于全空间,因而原子不可能有严格的边界,也就不可能有真正的球体半径。金属原子半径可以用X射线衍射法测得金属晶体的晶胞参数,再结合它的点阵型式计算得到。在短周期中,原子核对外层电子的吸引作用随着原子序数的递增而相应增强,产生收缩效应,使原子半径逐渐减小。