《分子结构》课件

《分子结构》探索化学中的微观世界什么是分子？定义例子由两个或多个原子通过化学键结合而成的电中性粒子水（）、二氧化碳（）、糖（）H2O CO2C6H12O6分子的结构原子排列1化学键2空间构型3极性4性质5分子的构成原子化学键12基本构成单元，具有特定性质原子间相互作用力，保持分子稳定空间结构3原子在空间排列方式，影响分子性质原子结构原子核电子云带正电的质子和中子带负电的电子在原子核周围运动原子核和电子云原子核电子云决定原子质量和元素种类决定原子化学性质和键合能力原子的价电子定义作用重要性位于原子最外层电子层上的电子参与化学键的形成决定原子化学性质和键合能力共价键定义1原子间共享电子对形成的化学键类型2单键、双键、三键特点3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氢键定义1氢原子与电负性强的原子（如氧、氮）形成的特殊作用力特点2强度较弱，方向性强例子3水分子间的氢键范德华力12伦敦力偶极偶极力-瞬时偶极瞬时偶极相互作用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平面分子三维分子原子排列成一条直线原子排列在一个平面上原子排列成三维立体结构线性分子定义例子原子排列成一条直线，键角为、180°CO2HCN平面分子定义例子原子排列在一个平面上，键角为苯、甲醛120°三维分子定义1原子排列成三维立体结构，键角不同例子2甲烷、水复杂性3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影响因素1原子电负性、分子空间构型性质影响2熔点、沸点、溶解性应用3药物设计、材料科学分子结构鉴定方法12红外光谱核磁共振利用分子振动吸收红外光利用原子核磁矩在磁场中的共振现象34质谱单晶射线衍射X利用带电分子在电场中的运动轨迹利用射线照射单晶体，分析衍射图样X红外光谱原理应用分子振动吸收特定波长的红外光鉴定分子结构、分析官能团核磁共振原理类型应用123原子核在磁场中的共振现象、确定分子结构、分析原子连接方式1H NMR13C NMR质谱原理1利用带电分子在电场中的运动轨迹应用2测定分子质量、分析分子组成类型3气相色谱质谱联用-单晶射线衍射X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反应位点分子空间构型、官能团、电子云分布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反应中间体分子空间构型影响反应速率和产反应过程中的中间产物，具有特物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12氢键范德华力促进反应发生，提高反应速率影响反应物接触，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应用研究分子在空间中的不同构象药物设计、材料科学、生物化学构象自由度定义影响方法分子中可旋转键的数目决定分子可能存在的构象数目量子化学计算、分子动力学模拟分子结构优化目的1寻找分子能量最低的构象方法2量子化学计算、分子力场方法应用3药物设计、材料设计分子可视化软件作用例子功能将分子结构可视化，方便研究和分析、、建模、优化、分析Gaussian ChemDrawSpartan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。