徐弘毅2008.1.5

1.      我們為什麼要了解有機化學呢？因為人類就生活在有機化學的世界中，我們對有機化學無知，就是對自己的真實狀況無知，也是對他人的無知。

2.      我們的身體是由有機化分子組成，我們吃的食物也是由有機分子組成，當我們生病看醫生的時候，醫生開的抗生素就是要解決身體不正常的有機分子，現代人流行的泡湯活動，也跟有機化學有關；我們的身體，浸泡在一個含有礦物質的溫泉裡，可以促進血液循環，血液這種有機分子，會幫忙把許多廢棄物扔出體外，也會忙運送氧份，所以，學習有機化學，就是學習了解自己，研究台灣的本土文化，鍛鍊自己有獨立生活的能力。

3.      構成有機化學分子的主要元素是「碳」與「氫」，碳原子是有機分子的骨架，是決定分子立體結構、鋼骨(化學鍵)特性的主要因素，氫原子的功用是維持分子系統力量平衡，是用來判斷分子系統力量分布的重要參考依據。有機分子組成元素的多寡、種類、結構，會影響它的物理化學特性。

4.      碳、氫原子，鍵結出各種分子結構，「鍵結方式」深受內、外環境因素的影響。外在環境包括：壓力、溫度、其它原子的引力或撞擊、催化劑、溶劑等等；內在因素包括：碳原子的「電子結構」與「原子核引力」特性，其他構成骨架的「其他原子本身」的特性，例如氮原子有自己的質量、電子軌域；氮是構成動物與人體的主要原素，「蛋白質」就是以氮原子為骨架的分子。

5.      原子由「原子核的質子與中子」與圍繞在外的「電子」組成，萬有引力所說的「質點」，指一顆原子的原子核與電子全部加起來。

6.      萬有引力說：「引力的大小與二質點的質量乘積成正比，與距離平方成反比。」這是說，質量越大引力越大，距離越遠引力越小。所以研究有機分子，必須了解組成分子的原子是哪幾類、以及他們的化學鍵長度。

7.      例如，「碳—氫」原子鍵結時，化學鍵長度：烷分子1.10Å【注】、苯分子1.09 Å、炔分子1.06Å；「碳—碳」原子鍵結時，化學鍵長度：烷分子1.54 Å、炔分子1.47 Å、苯分子1.40 Å、炔分子1.37 Å。

【注】：Å埃=1×10-10m公尺。

8.      「碳—氫」化學鍵的長度小於所有「碳—碳」化學鍵，因為氫原子的質量(1u)小於碳原子(12u) 【注】，所以「氫—碳」原子之間的引力，一定小於「碳—碳」原子之間的引力，也因此，「氫—碳」原子之間的距離(化學鍵)，就會小於，「碳—碳」原子之間的距離(化學鍵)。

【注】：1莫耳( 6×10²³ 顆)碳原子是12公克，也就是12公克的碳是由 6×10²³ 顆碳原子組成，那麼1顆碳原子是多重呢？如果要用除法來算，會出現很多小數點，不方便計算，所以，我們直接把1顆碳原子的質量定義為12u，然後，把其它的元素拿來跟碳原子比較。

9.      原子核並不是均質靜態的東西，它並不像一塊靜止不動的鐵或塑膠，反而比較像一鍋被煮滾的湯圓不斷跳動、推擠，這當然會影響它對外引力的不同。原子核的質子與中子互相推擠的結果，使得圍繞他們的電子的運動軌域，有些呈現均值的正圓形，例如s殼層的軌域是圓球型，但是有些卻呈現很嚴重的變形，例如 p 殼層的軌域是啞鈴型。

10.  電子質量遠小於原子核，所以，電子被原子核吸引，應該要圍繞原子核來運動，也就是圓形軌域，然而，電子不僅在 p 軌域出現啞鈴型、 d 軌域、 f 軌域也都不是圓型，而且有明顯的區域，這有以下可能：1. p 軌域的電子運動，是非常長的橢圓形軌道，靠近原子核的時候，由於原子核的引力遠大於電子，所以儀器測量不出來，使得資料顯示沒有電子的狀態。2.電子圍繞原子核運動的周期，與原子核自己的旋轉、釋放正電的周期，存在一定的比例關係，某些角度的電子活動被原子核的引力抵銷，例如p軌域只存在於x軸、y軸、z軸上的球型軌域。3.電子由更小的粒子組成，使得一單位的電子，有多種運動頻率，例如f軌域或d軌域。

11.  原子的電子軌域，反應出原子核的力學世界；不同原子的原子核彼此相對「位置」的關係，決定分子鍵的強弱性質。如果2個原子的原子核正對彼此、面對面互相吸引，那麼引力一定比較強，這就是「σ鍵」；如果2個原子的原子核沒有正對彼此、角度有偏差，但是側邊原子核引力所及的區域，部分重疊，還是存在互相吸引的作用，但是比較弱，這就是「π鍵」。

12.  就乙烷ethane分子來說，2個互相吸引的碳原子，各自被3個氫原子吸引，這表示原子核其他角度的力量被氫原子吸收，沒有側邊的原子核引力，只有2顆碳原子彼此正對、面對面的引力，形成一1個「σ鍵」。

13.  就乙炔acetylene分子來說，2個互相吸引的碳原子，除了背後有1個氫原子吸引，其他位置都沒有原子，因此，側邊都保有原子核的引力，並且互相重疊，這些原本用來吸引2顆氫原子的力量，轉而形成2個「π鍵」，加上2個碳原子彼此正對、面對面的引力，所形成的1個「σ鍵」，共形成3鍵。

14.  原子核彼此相對「位置」的關係，決定分子鍵的強弱性質。還有一個重要的範例，有一種二烯分子，它的碳骨架有2個雙鍵緊鄰在一起，雙鍵是由1個σ鍵與1個π鍵組成。這種雙鍵緊鄰的烯分子被稱為allenes，2,3-戊二烯就是一種allenes。

15.  allenes夾在2個雙鍵中間那顆碳原子，無論往左看或往右看：第一、都有1個相對、面對面的碳原子，可以形成1個「σ鍵」。第二、除了背後有1個碳原子吸引，側邊都保有原子核的引力，可以互相重疊，也就是原本可用來吸引2顆氫原子的力量，轉而形成