《分子结构》课件.pptVIP

********************《分子结构》探索化学中的微观世界什么是分子？定义由两个或多个原子通过化学键结合而成的电中性粒子例子水（H2O）、二氧化碳（CO2）、糖（C6H12O6）分子的结构1原子排列2化学键3空间构型4极性5性质分子的构成1原子基本构成单元，具有特定性质2化学键原子间相互作用力，保持分子稳定3空间结构原子在空间排列方式，影响分子性质原子结构原子核带正电的质子和中子电子云带负电的电子在原子核周围运动原子核和电子云原子核决定原子质量和元素种类电子云决定原子化学性质和键合能力原子的价电子定义位于原子最外层电子层上的电子作用参与化学键的形成重要性决定原子化学性质和键合能力共价键1定义原子间共享电子对形成的化学键2类型单键、双键、三键3特点强度大，方向性强离子键定义金属原子失去电子，非金属原子得到电子形成的化学键特点强度中等，无方向性例子NaCl、KCl氢键1定义氢原子与电负性强的原子（如氧、氮）形成的特殊作用力2特点强度较弱，方向性强3例子水分子间的氢键范德华力1伦敦力瞬时偶极-瞬时偶极相互作用2偶极-偶极力极性分子间的相互作用3偶极-诱导力极性分子与非极性分子间的相互作用分子空间构型线性分子原子排列成一条直线平面分子原子排列在一个平面上三维分子原子排列成三维立体结构线性分子定义原子排列成一条直线，键角为180°例子CO2、HCN平面分子定义原子排列在一个平面上，键角为120°例子苯、甲醛三维分子1定义原子排列成三维立体结构，键角不同2例子甲烷、水3复杂性构型分析需要考虑多种因素分子的极性定义分子中正负电荷分布不均匀导致的性质极性分子具有正负极非极性分子正负电荷分布均匀分子的极性和物理性质1影响因素原子电负性、分子空间构型2性质影响熔点、沸点、溶解性3应用药物设计、材料科学分子结构鉴定方法1红外光谱利用分子振动吸收红外光2核磁共振利用原子核磁矩在磁场中的共振现象3质谱利用带电分子在电场中的运动轨迹4单晶X射线衍射利用X射线照射单晶体，分析衍射图样红外光谱原理分子振动吸收特定波长的红外光应用鉴定分子结构、分析官能团核磁共振1原理原子核在磁场中的共振现象2类型1HNMR、13CNMR3应用确定分子结构、分析原子连接方式质谱1原理利用带电分子在电场中的运动轨迹2应用测定分子质量、分析分子组成3类型气相色谱-质谱联用单晶X射线衍射原理利用X射线照射单晶体，分析衍射图样应用确定分子结构、分析键长、键角特点精度高，但需要单晶体分子结构与反应活性影响因素分子空间构型、官能团、电子云分布反应位点分子中易于发生反应的部位分子几何与反应历程立体效应分子空间构型影响反应速率和产物反应中间体反应过程中的中间产物，具有特定结构过渡态反应路径中能量最高的点，决定反应难易分子间作用力与反应机理1氢键促进反应发生，提高反应速率2范德华力影响反应物接触，影响反应速度3静电相互作用影响反应物间相互作用，决定反应方向构象分析定义研究分子在空间中的不同构象应用药物设计、材料科学、生物化学构象自由度定义分子中可旋转键的数目影响决定分子可能存在的构象数目方法量子化学计算、分子动力学模拟分子结构优化1目的寻找分子能量最低的构象2方法量子化学计算、分子力场方法3应用药物设计、材料设计分子可视化软件作用将分子结构可视化，方便研究和分析例子Gaussian、ChemDraw、Spartan功能建模、优化、分析总结与思考分子结构是理解化学反应的基础，未来将继续探索分子结构与性质之间的关系，推动化学发展。*******************************