海洋资源化学详解.doc

【第一周】第一部分 绪论 主要讨论几个问题。 关于原子和分子的电子构型排布问题。举例：CH4、CO2、H2O、乙烯。原子和分子的电子排布必须满足“能量最低”原理、保里不相容原理和洪特规则。原子外层的电子轨道，从内二外分别是第一层一个1s轨道共2个电子位置、第二层一个2s轨道和3个2p轨道，共8个电子，其中s轨道能量较低。如CH4，C的排布是2,4，第一层1s轨道全满，第二层生四个电子先排2s两个，剩下两个电子，三个哑铃状的p轨道？怎么排？是否杂化？反正，归根结底就是几个对称或者不对称的棍儿，让他们中的电子离得最远（斥力最小即能量最低），往往会采用完全对称的方式。 疑问：能量最低只考虑电子排布而不考虑原子和分子构行吗，不能分而治之吧？轨道也一样，如第二层的2s和三个2p在排电子时完全可以分开来看吗？ 关于氢键的实质。 【第二周】 瞬间冷凝：水一旦结冰，就会结一大片。百慕大的甲烷有一点动荡就会突然变酥。这都是因为世界上存在着一些极不稳定的“平衡”。这个平衡一旦被打破，就会产生内部的自加速现象，导致一些瞬间的，大规模的变动。 百慕大（飞机呢）：如果说百慕大是由于甲烷的瞬间变化引起的，这样浮力瞬间变小，把船整体吸进去，这也就解释了沉船的完整性。但是，飞在平流层的飞机呢？ 可燃冰（温室气体、技术不成熟）。可燃冰是一种新型资源，在全球分布很广，但一直没人敢动。为什么？甲烷是更“可怕”的温室气体，而且我们目前的技术不成熟。我的观点，人类索取任何资源，都要做出环境影响评价，在合理范围内进行索取。我们知道人的力量相对大自然是渺小的，但我们依然可以把全球的石油和天然气采光么？像石油，我们才了那么多，但是还有大部分是我们为发现的，所以应该不会有事吧。开采技术只有慢慢来了，但不管怎么说，可燃冰资源在未来一定是很有前途的。我们不能吊死在石油一棵树上。 【第三周】 疑问：如何能量最小，电子在无规则运动，电子和原子乃至分子都要混合考虑，不能孤立讨论。 叔伯碳与稳定度；烯烃的构型sp3杂化；键长变化的弹簧模型；红外的劣势；电子磁场与核磁共振；汽油的劣化； 【重点】成键与反键轨道。 原子轨道在线性组合成分子轨道时（即两个波函数相加得到的分子轨道），能量较低的分子轨道叫成键轨道。成键轨道总是与反键轨道成对出现，其余为非键轨道。成键轨道有σ成键轨道和π成键轨道(以符号σ和π标记)。成键轨道里的电子云是由振动方向相同的电子云重叠融合而形成的 【第五周】 同浓度Cacl2、nacl、蔗糖溶液、水。哪个结冰快？看谁的粒子数多。高血压不宜吃高盐食品也是一样的道理。梨的解冻，包着冰也是同样的道理。 我们甚至比不上微生物，所以牛顿成为了有神论者。 【重点】烷烃sp3杂化，烯烃sp2杂化，炔烃sp杂化。杂化与饱和度 杂化，是原子形成分子过程中的理论解释，具体有sp(如BeCl2)、sp2(如BF3)、sp3(如CH4)、sp3d（如PCl5）、sp3d2（如SF6） 杂化等等．形成杂化轨道之后再与其他的原子结合使得整个的分子能量降低，达到稳定的状态。至于分子轨道理论要点有以下三点：第一，原子形成分子后，电子就不再局限于个别原子的原子轨道，而是从属于整个分子的分子轨道。所以分子轨道强调分子的整体性，换句话说在形成分子之后我们考虑它们时就不能一个原子一个原子来孤立考虑，电子也要在其形成的分子轨道中来考虑，不能再用什么原子外层电子排布什么的来看了。第二，分子轨道中电子的分布也和原子中的电子分布一样，遵循泡利不相容原理（最多一个分子轨道两个电子）、能量最低原理（按照排布之后能量要最低，以后你读大学会学到反键轨道知识等等，那时你就知道为什么要能量最低了）和洪特规则（一个轨道的电子要自旋相反，这和轨道的自旋量子数有关，以后《结构化学》中会学到）。在分子轨道中电子可以配对，也可以不配对（分子形成之后会有自旋的单电子存在，它们是不配对的，所有会有顺磁和反磁的分子）。第三，分子轨道可以近似地通过原子轨道的线性组合而得到比如s轨道和s轨道组成σ分子轨道。分子轨道的数目等于组合前各原子轨道数目之和。 sp杂化：sp杂化是指由原子的一个ns和一个np轨道杂化形成两个sp杂化轨道，每个sp杂化轨道各含有1/2s成分和1/2p成分，两个轨道的伸展方向恰好相反，互成180度夹角，形成σ键。直线型。 　sp2杂化：原子以一个ns和两个np轨道杂化，形成三个能量相同sp2杂化轨道，每个杂化轨道各含1/3s成分和2/3p成分。三个杂化轨道间的夹角为120度。 sp3杂化：由一个ns和三个np轨道杂化形成四个能量等同的sp3杂化轨道。每个sp3轨道都含有1/4s成分和3/4p成分。构型为正四面体。 【重点】π键与西格玛键 π键的重叠程度比σ键小，所以π键不如σ键稳定。当