有机化学中的休克尔分子轨道理论论怎么理解

自学有机化学有什么好方法?
【yjjart的回答(38票)】:
受金晨羽之邀前来回答,倍感荣幸,我就结合自己学习随便说说了。
邢其毅教授的《基础有机化学》 内容非常充实,而且从知识体系来说,循序渐进比较适合初学。但是起来可能会比较耗时,毕竟篇幅还是比较长的。
我自己参加高中竞赛的时候,自学有机化学(在自学完高中的基础上),用的是刘在群编写的《有机化学学习笔记》,这本书内容高度总结,但对于初学者来说会有一些难度,可以结合邢大本来看,或者一边看一边思考,跳过暂时看不懂的部分,等往后看了一部分之后回头再理解之前的(我当时采取的)。
但需要注意的是,书上的内容不能全信,要结合自己的判断。至少就我自己阅读下来的情况来看,上述两本都是有一些纰漏的,比如邢大本上有部分命名举例与书中所述命名规则不符;又比如学习笔记上多处出现三级卤代烷与醇钠或醇钾发生取代反应等等。总之有机化学知识体系非常庞大,编写教材的时候有所疏忽是难免的,对于自学者就更需要注意了。
上述两本之外,我看过的国外有机化学教材里,我比较推崇Volhard和Carey的,前者有不少从能量的角度通过图表(coordinate diagram)来理解有机反应历程的,非常值得一读,后者有中译本。
需要进一步理解有机化学的话,推荐Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis,似乎国内出版的有个导读本,但也好像只有书名是中文的,网上有做好链接的pdf。这本书可以帮助你更好地理解250个常用有机人名反应的机理和应用,对于有机合成实践来说非常有意义。
如果要进行有机合成工作,那么,如夕照雪所说,多看文献,多做实验,但在这之前,至少得通过阅读上面说的这些书对有机化学有个全面的理解。
【王吧的回答(18票)】:
由低到高的层次上,我推荐下方法。当然我个人把LZ的目的当做是合成之类的。
底层:普通化学,这个必须精通,基本的热力学和动力学概念,以及基础的结构化学概念需要掌握。有机化学的根基不是记忆,而是学会逻辑分析和基础理论的使用,所以普通化学的内容至关重要。
基础:跟大家一样,我推荐刑老先生的基础有机化学,这本书要精读。但是有了那些知识也是不够的,至少你进lab做合成不够。此外你也可以同时开其他几本基础有机。
中等:看看有机全合成和合成方面的书比较好,我推荐Paul Wyatt的“策略与控制”,这本书比较系统的介绍了有机合成的思路和方法学,尤其后面的手性合成原理部分值得一读,目前已经有中文版的了。机理角度推荐福山组的那些习题(A,B,C组习题和答案),A组尤其升华了基础有机机理的书写,B组为中等水平合成机理,C组为高等有机合成水平,C组可以到后面再看。北大裴坚编写的“中级有机化学”可以作为选择性教材看看,这本书罗列的不少事实,有些解说还是存在问题的,但是内容上可以作为拓展。另外我认为如果到达了这个阶段,应该重点培养的能力就不象基础有机那样是背书了,而是学会用逻辑去分析问题。所以EJCorey编写的著名那本“The logic of chemical synthesis"我也推荐一下,这本书的前面部分很有用,但是如果缺乏那种思维的话很难理解。这本书是纯粹把有机合成看做哲学去进行分析的,提出了著名的合成学指导思路:逆合成分析,这在基础有机上也有讲过,不过基础有机连皮毛都没说就是了。Corey认为合成的两个内容是分子复杂程度的概念和如何通过策略减少分子复杂程度。由此提出了很多概念包括FGI啊,FGA啊一堆。总之逻辑是重要的。所以也在这个层次推荐一下,此外这本书的好处是,由于是89年出版的,很多例子不涉及现代的复杂反应方法,所以例子很容易理解。这个层次我建议多看合成,多积累。包括阅读文献等,并且切记:-----要理解,别背书。要思考反应机理,要思考合成的逻辑。
高等:这个层次主要有两个问题:1,物理有机化学,2,合成方法学。前者的目的是物理化数值化你在基础有机里遇到的问题,并给出合理的物理化学解释,对于阐述机理和反应性,结构等有很大帮助,是你以后科研时会用到的利器。物理有机化学对量子力学有要求,对动力学,热力学也有一定要求,这个时候就看你在普化和物化打的基础是怎么样的了。你也要花时间去领悟很多概念,比如线性自由能关系,动力学同位素效应,酸碱催化原理等,这些概念的理解并不容易,但是一旦理解了,对研究机理和设计合成会有非常大的帮助。物理有机并非严谨的物理学科,而相反,是跟逆合成分析一样的,指导性的半定性半定量的学科,其半壁江山都依赖于经验/半经验理论。目前市面上最好的物理有机化学当属 "现代物理有机化学”,(美)安斯林,(美)多尔蒂著。目前非常好的中文译本。同期的教材我推荐Carey高等有机化学第五版A册,这本书没有译本,但是有影音版的,价钱还算便宜吧。carey高等有机是我所指的市面上最深的也是最广的一本高等有机化学,我系统的研读过这本教材,可谓我的老师。这本书的系统程度超过了“现代物理有机”,主要的目的是讲述结构和反应机理,大量使用现代计算化学的方法分析机理和解析反应性。这本书是我最推荐的一本。这本书的要求比较高,需要读者掌握本科阶段的结构化学和物理化学,需要有很高的悟性,难度也比较大,一种建议是可以读中文的现代物理有机,等懂了之后,再来看carey高等有机化学,同时我强烈推荐读者研究课后的习题(both 现代物理有机和carey高等有机),很多都是发人深思的。其次就是March高等有机,march也有中文版,但是这本书不怎么系统,而且也不怎么深入,罗列事实,更像一本工具书。我确实在一开始研读的是march,但是现在看来,并不推荐这本书。计算化学的应用我看的是Stevens编写的“Computational organic chemistry”。当然我自学用的高斯09,如果你也喜欢量子化学,可以买这本书看看,这本书目前没有影印的,也没有译本。系统的计算化学原理可以看著名的Irevine的“量子化学”,目前有影印版。还有其他很多相关教材,可以在amazon上打入“quantum chemistry”进行搜索,但是目前来说,我没看到过比这两本更有实际价值的。另外狼弗莱明的“Molecular orbitals and organic chemical reactions"我也十分推荐,这本书我通篇读过,有两版,一本是学生版,内容比较浅,有课后习题,另一本叫做索引版,内容比较深,没有习题。内容主要是基于HMO原理和微扰分子轨道理论(分子间相互作用的情况就是著名的FMO)的应用。是经验有机结构理论的重要著作,我还读过的同类结构教材是 Orbital Interaction Theory of Organic chemitry。。这本书我系统读过前两章内容,主要是介绍HMO和微扰分子轨道理论的一本书,并非量化教材,只是经验定性的结构教材,对理解反应性有很大帮助。
合成方法学角度,我推荐chem206,哈弗大学的教案,分析构象,讨论基本的手性合成分析,手性助剂使用和原理,机理分析等。推荐他们的习题,有很多理论都是实验化学家总结的,Houk的很多工作也在里头。还有就是carey高等有机五版下册。非常系统的合成学介绍,还有手性合成等。当然看你想学啥了,手性合成,金属有机,到系统的全合成有着非常广泛的教材。如果需要,可以告诉我你的兴趣,我再进行推荐。
哦,全合成这部分,大牛KCN写过三本全合成经典,我都推荐下吧,但是如果没学过合成学逻辑,恐怕这本书的用途不大就是了。合成,看的是思路,不是死记硬背事实,重点我再次强调下
【夕照雪的回答(6票)】:
这个情况,建议先从邢其毅老师的基础有机化学开始学习,这个是中文类最好的有机化学教材,常年被用作中科院考研有机化学指定教材。
问题是你学来是要干什么?如果是要做合成实验的话,需要多读文献;如果是教书,那看这本可以了。
【罗格的回答(9票)】:
怒答!上面很多人写的完全不靠谱!!首先,题主是成教在职,有机零基础,而很多人推荐刑大本。刑大本虽然是基础有机化学,但对于题主,肯定是很吃力的。
简答说两句。一,网上下载清华大学李艳梅老师的授课视频。二,多做题。很多人都没有提这个。要知道,学有机化学光看书不做题是万万不行的,推荐卢金荣的《有机化学复习指南与习题精选》,难度适中,非常好。以后再细答,先看书去。
【lauvan的回答(3票)】:
如果未来目标仅仅是"学药物化学等相关课程打基础,最终目的是理论知识过关+通过执业药师资格考试",那么实在是没有必要学得十分专业,只需要将配套的书籍和配套的参考书弄懂即可。药物化学等专业知识,的确是在有机基础上的,您所需要理解的是所有基础定义,以及药物化学相关的化学反应公式和原理,特别是合成部分,以及特殊基团的检验部分。因为归根到底,药物化学无非是研究该药物是如何合成的,合成过程中如何保证提纯,以及药物的化学检验到底是不是就是我们所说的药物,以及该药物的含量是否达标等等的知识。至于如何学习,还是在理解之中背书,多做题,即可解决。
很多时候,刚开始学有机化学的时候,觉得非常枯燥无味,不知有何用处,但是当您将所有的药物化学学下来之后您会发觉,其实药物化学所需要知道的有机部分其实不是非常多,您会豁然开朗,原来药物化学所研究的,也仅仅是药物如何得来的,如何检验该药物就是我们想要的这两个部分而已。
【lxm-sjtu的回答(4票)】:
同意夕照雪同学同学的看法,关键是要做什么。
个人以为,有机化学学习的第一步,是熟悉各类化合物的基本性质,这个邢老师的书可以了
第二步,是理解这些反应的机理,这方面,March和Carey的书要好些,物理有机也可以看起来
第三步,是换个角度来重新看这些东西,经过了前两步,你已经有了砖瓦,这一步是学习怎么用这些个材料来盖房子。
比方说,基础教材都是按照官能团来分类的,但是如果你换个角度,比方说,按照C-C键的形成与断裂,C-N键的形成与断裂等等来思考,将以前学过的东西重新整合理解。这时候就是所谓有机合成的学习了。
如果你只是需要它来做一个工具,那么你完成第一步,再会看文献,基本就够了。
【杜帆的回答(1票)】:
英文过关的话,建议看看这个博客[1],博主就是教有机化学的,上面的总结非常棒。
中文方面实在是没什么可推荐的,星期一那两本书适合背,不适合学习…
【木子雨的回答(0票)】:
无机开始入门,无机不好有机就只能靠背
【知乎用户的回答(0票)】:
邢其毅认真看五遍
【荣婳的回答(0票)】:
学药的路过。的有机课本是人卫版的,感觉既然在读书就以课本为基础,人卫版的内容比较缩减,可以用邢大本做参考适当拓宽补充。
我也是在很努力的学有机中,真的是越学越发现知道的太少了。
【费翔的回答(3票)】:
推荐三个网络资源:
1可汗学院 有机化学视频,网易公开课翻译了不少,是入门的好资料,课程每个不超过20分钟,生动有趣。
2coursera 有机化学,英语没有障碍的话可以跟着进度学习,视频可以单独反复看,互动习题也很好答案很清楚还有论坛讨论,果壳网的相应的公开课论坛也很不错
3itunes university搜索organic chemisyry 会有很多好资源耶鲁大学甚至把所有笔记考卷教授台词都做成免费文档了,其他几所大学的课程也很帮甚至有研究生课程,而且都是近两年的最新录像。
【孙亭的回答(2票)】:
邢其毅的《基础有机化学》和刘在群老师的《有机化学学习笔记》作为入门很不错。有机化学内容非常繁杂,《笔记》编写得精炼,有条理,有助于初学者把握有机化学的整体脉络,但是直接用来自学很困难,《基础有机化学》很详细,还有习题(有配套的《基础有机化学习题解析》),几本书结合起来用很好。另外还推荐《WADE有机化学》。打好基础后还想深入学习可以看《MARCH高等有机》。
【月儿飞的回答(1票)】:
刑其毅的基础有机化学很不错 要是学基础的话还是就从基础看起吧 不过化学上的很多理论都是很不完善的 所以不同的情况就会对应很多的模型或者理论什么的,所以学的时候不能太过纠结(sp杂化理论也是)
【周晓的回答(0票)】:
可以给你推荐一本教材,北大邢其毅编的,有机化学(上、下册),只要下工夫,可能能学好,里面的内容很全,不懂的可以google,祝你能学好这门课。
【吴林和的回答(0票)】:
上面说都说了邢其毅的《有机化学》。胡宏文的也是一本不错的书,适合工科学生看
【徐明的回答(0票)】:
邢其毅的《基础有机化学》上下两册估计八十块左右,或者rice大学教授的一本140多块的书,里面机理很详细,图书馆看看,继续深入的话可以看《有机合成切断法》写的不错。
【王兵南的回答(0票)】:
有机化学,基础级别的话,直接的方法就是看书,不断的看书,注重理解化学机理
【张晓军的回答(0票)】:
第一个是教材,但是因为不同的教材对有机化化学的思路是不一样的,主要是对机理的解释不一样,所以一本就好,功课的话推荐天大的;第二个,强烈推荐哈福大学的新生有机化学,相信你会从那里学到你想学的东西。网易公开课里有的。
【沈子天的回答(0票)】:
找一份合适的ppt,多看几遍书
【徐东的回答(0票)】:
除了xingqiyi外,我还推荐南开大学的有机化学,比星期一稍微浅显一点,另外星期一我推荐第二版。值得收藏
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◇◆爱你们的仍
分子轨道理论的要点:
1.原子在形成分子时,所有电子都有贡献,分子中的电子不再从属于某个原子,而是在整个分子空间范围内运动.在分子中电子的空间运动状态可用相应的分子轨道波函数ψ(称为分子轨道)来描述.分子轨道和原子轨道的主要区别在于:(1)在原子中,电子的运动只受 1个原子核的作用,原子轨道是单核系统;而在分子中,电子则在所有原子核势场作用下运动,分子轨道是多核系统.(2)原子轨道的名称用s、p、d…符号表示,而分子轨道的名称则相应地用σ、π、δ…符号表示.
2.分子轨道可以由分子中原子轨道波函数的线性组合(linear combination of atomic orbitals,LCAO)而得到.几个原子轨道可组合成几个分子轨道,其中有一半分子轨道分别由正负符号相同的两个原子轨道叠加而成,两核间电子的概率密度增大,其能量较原来的原子轨道能量低,有利于成键,称为成键分子轨道(bonding molecular orbital),如σ、π轨道(轴对称轨道);另一半分子轨道分别由正负符号不同的两个原子轨道叠加而成,两核间电子的概率密度很小,其能量较原来的原子轨道能量高,不利于成键,称为反键分子轨道(antibonding molecular orbital),如 σ*、π* 轨道(镜面对称轨道,反键轨道的符号上常加“*”以与成键轨道区别). 若组合得到的分子轨道的能量跟组合前的原子轨道能量没有明显差别,所得的分子轨道叫做非键分子轨道.
3.原子轨道线性组合的原则(分子轨道是由原子轨道线性组合而得的):(1)对称性匹配原则
只有对称性匹配的原子轨道才能组合成分子轨道,这称为对称性匹配原则.
原子轨道有s、p、d等各种类型,从它们的角度分布函数的几何图形可以看出,它们对于某些点、线、面等有着不同的空间对称性.对称性是否匹配,可根据两个原子轨道的角度分布图中波瓣的正、负号对于键轴(设为x轴)或对于含键轴的某一平面的对称性决定.例如 图1中的(a)、(b),进行线性组合的原子轨道分别对于x轴呈圆柱形对称,均为对称性匹配;又如图 2(d)和(e) 中,参加组合的原子轨道分别对于xy平面呈反对称,它们也是对称性匹配的,均可组合成分子轨道;可是图2(f)、(g)中,参加组合的两个原子轨道对于xy平面一个呈对称而另一个呈反对称,则二者对称性不匹配,不能组合成分子轨道.
图9-10 原子轨道对称性匹配成键
符合对称性匹配原则的几种简单的原子轨道组合是,(对 x轴) s-s、s-px 、px-px 组成σ分子轨道;(对 xy平面)py-py 、pz-pz 组成π分子轨道.对称性匹配的两原子轨道组合成分子轨道时,因波瓣符号的异同,有两种组合方式:波瓣符号相同(即++重叠或--重叠)的两原子轨道组合成成键分子轨道;波瓣符号相反(即+-重叠)的两原子轨道组合成反键分子轨道.图9-11是对称性匹配的两个原子轨道组合成分子轨道的示意图.
对称性匹配的两个原子轨道组合成分子轨道示意图 (2)能量近似原则
在对称性匹配的原子轨道中,只有能量相近的原子轨道才能组合成有效的分子轨道,而且能量愈相近愈好,这称为能量近似原则. (3)轨道最大重叠原则 对称性匹配的两个原子轨道进行线性组合时,其重叠程度愈大,则组合成的分子轨道的能量愈低,所形成的化学键愈牢固,这称为轨道最大重叠原则.在上述三条原则中,对称性匹配原则是首要的,它决定原子轨道有无组合成分子轨道的可能性.能量近似原则和轨道最大重叠原则是在符合对称性匹配原则的前提下,决定分子轨道组合效率的问题.
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有机化学理论课 第十八章
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Lecture 1: The Importance of Chemical Principles 化学原理的重要性
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Lecture 4: Wave-Particle Duality of Matter 物质的波粒二象性
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Lecture 6: Hydrogen Atom Wavefunctions 氢原子波函数
Lecture 7: P-Orbitals P轨道
多电子原子与电子态
Lecture 11: Lewis Structures Lewis结构
Lecture 12: Ionic Bonds 离子键
Lecture 13: Polar Covalent Bonds and VSEPR Theory 极性共价键和VSEPR理论
[第14课]分子轨道理论
从这一讲开始,我们学习分子轨道理论。与之前所学的Lewis结构不同,分子轨道理论完全基于量子力学,因而它的正确性更高。在这节课中,教授给我们展示了很多同核双原子分子的分子轨道的例子,我们学习了如何去画分子轨道图以及如何预测分子的电子构型。
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简介:教授在这堂课中介绍了热化学的基础知识,重点讲解了“价键理论”和“杂化轨道”方面的知识,介绍了复杂分子中如何确定轨道的杂化方式,第二部分中,讲解了化学反应中的能量和热焓,重点讲解了结合能和键热焓,以及热的形成等知识。
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简介:本讲首先介绍了下半部分课程的主要内容,然后介绍了化学平衡,反应商,平衡常数,以及勒夏特列原理等重要概念。其中重点讲授了,如何从不同角度来判断反应是否达到平衡态,从而确定反应自发进行的方向,以及在平衡态被破坏之后,反应该向着哪个方向进行,直到再次达到平衡态。有意思的是,教授还分享了她所遇到的趣事,来告诉学生学习化学的重要性,而且还通过勒夏特列原理来鼓励学生自我减压。
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