结构化学绪论

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简明结构化学教程第一章

简明结构化学教程第一章
分子振动和转动光谱
通过分析分子振动和转动光谱可以推断分子的几何构型和稳定性。
分子的光谱和能级
01
02
03
分子的光谱
分子吸收或发射光子后跃 迁到较高或较低的能级, 产生的光谱现象。
能级分裂
在分子中,由于电子之间 的相互作用,能级会发生 分裂,形成不同的能级结 构。
电子跃迁
电子在不同能级之间跃迁 的过程,是产生光谱现象 的根本原因。
薛定谔方程
描述波函数随时间变化的偏微分方程,通过求解该 方程可以获得原子核外电子的波函数。
波函数的性质
波函数具有归一化、对称性和反对称性等性质,这 些性质决定了电子在原子核周围的分布和行为。
原子轨道和电子排布
原子轨道
电子云的形状和伸展方向
描述电子在原子核周围运动的波函数 ,可以理解为电子在原子核周围运动 的“轨道”。
THANK YOU
感谢聆听
薛定谔方程
描述波函数随时间变化的偏微 分方程,是量子力学的基本方 程之一。
量子力学的基本假设
微观粒子具有波粒二象性,其 状态由波函数描述,满足薛定 谔方程。
分子的几何构型和稳定性
分子几何构型
分子中原子的空间排列方式,决定了分子的对称性和稳定性。
分子轨道理论
解释分子几何构型和稳定性的理论,通过分子轨道的计算可以预测 分子的几何构型和能量状态。
根据波函数的形状和对称性,电子云 具有不同的形状和伸展方向,这些性 质决定了原子的化学性质和行为。
电子排布
根据能量最低原理、泡利不相容原理 和洪特规则等原理,电子按照一定的 顺序填充到原子轨道中,形成电子云。
原子光谱和能级
80%
原子光谱
原子吸收或发射光子时产生的光 谱,可以用来研究原子结构和性 质。

结构化学绪论

结构化学绪论

这里所指的结构和运动规律,涉及原子和分 子层次的空间排布,涉及微观粒子所遵循的量 子力学规律,它包括原子中电子的分布和能组 合、分子的化学组成、分子的空间构型和构象、 分子中电子的分布、化学键的性质和分子的能 量状态、晶体中原子的空间排布、晶体的能量 状态等内容。结构化学根据结构决定性能、性 能反应结构的基本原则,探讨物质的结构与性 能间的关系。
1905年爱因斯坦(A. Einstein)提出相对论,在 高速运动的物体的力学方面对经典力学提出重要修正 与补充。过后他又在量子论和相对论基础上以光电现 象作为实验基础,提出光的量子论,把对微观世界物 质运动的规律的研究又推进了一大步。 1913年玻尔(N.Bohr)则把他们的理论与卢瑟福 (E.Rutherford)的原子有核模型巧妙地结合起来,第一 次提出原子结构的量子理论,首次提出原子内部电子 运动状况具有不连续性即量子化特性的思想,又提出 定态的概念,并成功地把氢原子光谱现象与氢原子内 电子运动的定态相联系起来,为运用光谱现象研究原 子的内部结构提供了理论基础与成功的经验。玻尔理 论的发展,使化学键的电子理论得以建立,使得化学 基础理论的发展进入一个新的阶段。
如要研究动态结构,还要研究在整个 化学反应过程中电子状态如何随着原子核 的相对运动而发生变化,并讨论这种变化 如何制约着化学反应的进行。 其二是以归纳为主的方法,主要用一 些物理测试的手段,如X射线结构分析、 原子光谱、分子光谱、电学及磁学性质的 测定、核磁共振、电子自旋共振等方法来 研究物质内部原子的排列及运动状况、原 子和分子中电子的运动状态等。
本课程作为一门基础课将主要探讨物质 的静态结构。

0.2发展简史:1900
— 至今
“物质结构”这门学科是在十九世纪末叶逐步 发展起来的。当时由于生产力的不断提高,实验技 术有了很大的发展。有一些物理学家观察到许多现 象,用当时已经非常成熟、理论体系已经非常完整 的经典物理学理论无法加以说明,甚或与其推论完 全相反。 最主要的发现有:电子的发现、元素的天然放射 现象的发现、黑体辐射现象的规律的发现等。这就 迫使人们对经典物理学的体系提出革命性的见解, 并逐步发展新的理论体系。 1900年普朗克(M.Planck)提出量子论,是在微观 领域内对经典物理学第一次强有力的冲击,且为以 后量子力学理论的建立作了良好开端。

物理化学-绪论

物理化学-绪论

活化能
催化原理、复相催化——基本情况
PPT课件
3
三 、结构化学 量子力学基本原理和原子结构 共价键理论和分子结构 晶体的点阵结构和结构规律的初步知识 测定分子和晶体结构的基本方法
要求掌握物理化学的基本理论、基本
知识、基本技能。 PPT课件
4
绪论(Introduction)
1.物理化学(Physical Chemistry)
物理化学是从物质的物理现象与化学现象的联 系入手,着重用物理理论和方法来揭示和研究 化学现象的本质和基本规律的学科。
①化学为体,物理为用
②化学变化 伴随 一系列的物理现象(光、热、 影响
电、温度、压力、体积、浓度┄的变化)
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5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
③化学的分支学科 概括 提高——科学的抽象 ④ 四大方面的内容及其联系
物理化学
绪论
PPT课件
1
前言
物理化学(含结构化学)是着重用 物理的基本理论和方法来研究化学领域 物质运动和变化的基本规律,揭示化学 现象本质的学科。主要内容包括:
一、热力学
热力学第一、二定律
化学平衡、相平衡
延伸:表面化学、电化学
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2
二、化学动力学
反应速率及速率方程
基本概念
反应级数
测定方法
③对学习的基本要求
一分耕耘,一分收获
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7
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(宏观体系,微观统计方法)
化学热力学
宏观
(唯象的)
统计热力学
桥梁
化学动力学
结构化学

结构化学第一章

结构化学第一章
2

Cl Cl
n ) 2 2 4 ( NH(CH2)6 NH. CO(CH2)4COn 6
结构单元 结构单元 重复单元
结构单元 重复单元 单体单元
链节:重复结构单元
高分子化学

链节数n 链节数n:重复单元数
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1.2 聚合物的分类和命名 1.2.1 聚合物的分类
按主链结构分
高分子化学
Page18 返回
1.7.2 玻璃化温度
熔点( 熔点 Tm ):结晶聚合物热转变温度 : Tg测定方法(热机械曲线仪): 测定方法(热机械曲线仪) 聚合物比体积- 聚合物比体积-温度曲线转折点
第一章 绪论
粘 高 弹 玻 态 璃
形 变
玻璃化温度( 玻璃化温度 Tg ):聚合物热转变温度 :
1.3.1 按单体和聚合物组成结构变化分类
加聚反应
(CH 2CH) n

单体
Cl
加聚物特点:结构单元的元素组成与单体相同, 加聚物特点:结构单元的元素组成与单体相同, 电子结构不同, 电子结构不同,分子量是单体分子量整数倍
缩 聚反应
单体
缩 聚物
nH2N(CH2)6NH2 + nHOOC(CH2)4COOH [ HHN(CH2)6NHOC(CH2)4CO]nOH + (2n-1)H2O
高分子化学
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第一章 绪论
(5) 结构单元、重复单元、单体单元 结构单元、重复单元、
构成大分子链的基本结构单元, 结构单元:构成大分子链的基本结构单元, 也称为(最小)重复单元。 也称为(最小)重复单元。 单体单元: 单体单元:相同于单体的元素组成及原子 排列顺序的结构单元。 排列顺序的结构单元。 [ CH2CH])n ( CH CHn [ NH(CH ) ΝΗ CO(CH ) CO ]

大学二年级结构化学-课件-结构化学--绪论(1-学时)-

大学二年级结构化学-课件-结构化学--绪论(1-学时)-

利用电子束具 有波的性质的 电子显微镜放 大倍数已达到 百万倍以上, 分辨率小于0.1 纳米。
基础结构化学—绪论
四、结构化学的研究方法
实验测定:借助于现代物理测试技术的先进手段,对 物质的电学、磁学、光学、热学等物理性质进行测试; 通过实验的方法对理论计算的结果进行检验。
2009年8月,IBM科学家 Leo Gross等人利用非接触 原子力显微镜获得了并五 苯分子的内部化学结构
理论学科 讨分子体系的性质,化学不再是纯粹的实验科学了”
——科恩和波普尔(98年诺贝尔化学奖得主)
化学= 实验 + 测试 + 理论分析
基础结构化学—绪论
三、学习结构化学的重要性
无机化学
元素及无机化合物规律与性质
实验 有机化学 化学 有机化合物规律与性质

分析化学
化学及仪器分析方法与理论

物理化学
理论 化学反应的方向、限度及速度
----------------------------- 谢谢 ------------------------
【幸遇•书屋】
你来,或者不来 我都在这里,等你、盼你 等你婉转而至 盼你邂逅而遇
你想,或者不想 我都在这里,忆你、惜你 忆你来时莞尔 惜你别时依依
你忘,或者不忘 我都在这里,念你、羡你 念你袅娜身姿 羡你悠然书气
人生若只如初见 任你方便时来 随你心性而去 却为何,有人 为一眼而愁肠百转 为一见而不远千里
晨起凭栏眺 但见云卷云舒 风月乍起 春寒已淡忘 如今秋凉甚好 几度眼迷离
感谢喧嚣 把你高高卷起 砸向这一处静逸 惊翻了我的万卷 和其中的一字一句 幸遇只因这一次
被你拥抱过,览了 被你默诵过,懂了 被你翻开又合起 被你动了奶酪和心思

结构化学第一章

结构化学第一章

结构化学第一章第一章:结构化学概述结构化学是化学的一个重要分支,它研究化合物的结构以及这种结构与其性质之间的关系。

通过研究化学键的形成与断裂,利用现代分析仪器和计算方法,结构化学可以揭示物质的微观组织和宏观性质,对于理解化学反应机理、合成新化合物、药物设计等都具有重要的意义。

结构化学是以化学键为基础的。

化学键是由原子之间的相互作用形成的连接,它决定了分子的几何结构以及分子之间的相互作用。

在结构化学中,主要研究化学键的类型、长度、键角以及键的强度等。

在结构化学中,最重要的概念是共价键和离子键。

共价键是由共享电子对形成的,它是化学键中最常见的类型。

离子键是由正负电荷之间的相互作用形成的,它在具有高电负性的元素之间特别常见。

此外,还有极性共价键、金属键等其他类型的化学键。

化学键的长度和强度决定了分子的几何构型和化学性质。

根据分子的几何构型可以预测一些物理和化学性质,如极性、反应活性等。

通过测量不同化合物化学键的长度,可以了解原子之间的距离和键的强度,进而推断物质的性质。

除了化学键,结构化学还研究分子的键角和二面角。

键角是两个相邻的化学键之间的夹角,它决定了分子的三维形状。

通过测量和计算不同化合物的键角,可以了解分子的构型以及它们的稳定性和反应性。

而二面角则是分子内部的键之间的角度,它也对分子的结构和性质有重要的影响。

最后,结构化学利用现代分析仪器和计算方法对物质的结构进行研究。

核磁共振、质谱和X射线晶体学等分析技术可以揭示物质的分子结构。

而量子化学计算方法则可以通过模拟和预测分子的结构和性质,加快新化合物的研发过程。

总之,结构化学是一个非常重要的研究领域,它揭示了物质的微观组织和宏观性质之间的关系。

通过研究化学键的形成和断裂,结构化学可以对于合成新化合物、理解化学反应机理和设计药物等方面提供重要的指导。

结构化学绪论

结构化学绪论

结构化学【化学理论研究的方法(特点)】1、宏观的方法(热力学方法)(大量粒子的体系)①不涉及分子和原子等微观体系;②以实验事实为依据。

2、微观的方法(物质结构方法)(个别粒子的体系)①物质内部结构(本质的研究);②微观物体运动规律研究;③不断发展。

3、统计的研究(统计平均方法)①沟通宏观与微观;②微观性质统计后计算宏观性质。

结构化学绪论物质结构——上世纪八十年代前结构化学——上世纪八十年代后当任何一种物体的性质和物体的结构(以原子、分子和组成它的更小的粒子来表示)联系起来时,那么这种性质是最容易、最清楚地被认识和被理解的.——结构化学奠基人L.C.Pauling(1954年诺贝尔化学奖)化学理论的最重要作用是提供一种思维体制,以总结更新知识.——R. Hoffmann (1981年诺贝尔化学奖)【引言】——结构化学是在原子、分子和晶体的水平上,从微观的角度研究物质结构与性能的关系,研究物质中微观粒子运动规律的学科。

主要包括: 量子力学基础知识、原子的结构和性质、分子的结构和性质、超分子结构化学、化学键理论、晶体化学、研究结构的实验原理和基本方法等内容。

★★★——结构化学对应的微观层次★★★——结构化学的中心问题★★★——研究物质结构的几种途径演绎法: 从Sch.方程出发,经过求解,得波函数及有关量信息归纳法: 与经典体系相类比(Sch.方程的建立)类比法: 从大量的已知事例出发,总结规律(结晶化学定律)【结构化学研究的主要内容】结构化学理论产生于20 世纪30 年代后,研究的主要内容是用现代(近代)化学的观点和物理实验方法来研究原子、分子及晶体的结构以及结构与性质(性能)的关系。

★《结构化学》课程最基本任务之一就是认识和阐明分子的成因。

★《结构化学》课程是大学化学专业的一门重要的基础理论课程。

结构化学探讨的问题①物质是由分子组成,而分子是由哪些更基本的质点构成?②它们是怎样构成的?(什么作用力使之形成分子?)③这些质点在构成原子、分子时,起什么作用?(质点的运动和相互作用规律如何?)④原子形成分子时,一个原子与其他原子的结合是有选择的、数量是有限制的,为什么表现出“选择性”和“饱和性”?⑤原子组成分子时是怎样控制分子结构(几何结构和电子结构)?这些结构对其物理与化学性质有何影响?【“结构”包含两层意义】★★——电子结构原子、分子中电子的运动状态、能级和相互作用规律。

结构化学 0

结构化学 0
− 缺席一次课扣3分(请假需要正式的假条)
每班选一位负责任的同学担任课代表, 主要负责收发作业、小测验,协助老 师和同学之间的沟通等。 第三周周一上课时学委负责报给我。
第0章 绪论
结构化学的主要内容
物 理 化 学
化学热力学 化学动力学 物质结构 化学反应的方向和限度 化学反应的机理和速率
在原子、分子及电子水平上系统 地研究分子和晶体的结构及结构 和性能之间的关系。 量子化学
结构化学
“结构化学”的发展简史
1925-1927,不确定度原理和波动 力学的建立,标志着量子力学的诞生。 经典物 理学 1900 Planck, 辐射能量量 子化,解释 黑体辐射, 量子论诞生 Einstein, 光子学说, 解释光电 效应 De Broglie 提出实物粒 子具有波粒 二象性 旧量子论 1905 1913 1924 1925 Heisenberg 建立矩阵力学 Schrodinger 建立波动力学 Heisenberg 量子力学 不确定度原理 (新量子论) 1926 1927 1928 MO理论 1929 晶体场理论
结构化学
Structural Chemistry
09/2014-01/2015
丁万见 北京师范大学化学学院87信箱 理论和物理化学研究所/化学楼723 Tel: 58804232(O) E-mail: dingwanjian@ 黄元河 北京师范大学化学学院21信箱 理论和物理化学研究所/化学楼717 Tel: 58805425(O) E-mail: yuanhe@
如何学好结构化学
− 课上认真听讲,跟着老师的思路走; − 多看书,看多本书;
− 多做习题;
− 勤于思考,多讨论。
结构化学课程主要章节
− − − − 量子力学基础 原子的结构与性质 双原子分子结构与分子光谱 分子对称性和群论

结构化学绪论

结构化学绪论

经典观念:光是波,电子是粒子 新的实验:有时候,光象粒子,电子象波
经典的波:能量传递的一种方式,必须依赖传播 媒介传递,比如声音在空气中传播,会产生衍射 和干涉等现象。
经典的粒子:具有确定的动量和位置。粒子的其 它力学性质都可以表示为动量和位置的函数。
经典波是大量经典粒子(媒介)作特殊运动时的 体现。
例:在原子中,质量为9.1×10–31kg,以106m/s运动 的电子,其速度测量的相对不确定度如果是10%, 那么动量测量的不确定度为:
Δpx=10%px=0.1×9.1×10–31×106=9.1×10–26 由测不准关系,位置不确定度为:
Δx≥h/(4Dpx)=5.8×10–10m 相对于原子的大小来说,这个“误差”太大了。
1.2E+14 1.0E+14
T = 6000 K
E(W/m3)
8.0E+13 6.0E+13 4.0E+13
可见光 T = 5000 K
瑞利-金斯 T = 6000 K
2.0E+13
0.0E+00 0
T = 4000 K
500
1000
l(nm)
1500
2000
单位波长区间内单位黑体表面辐射功率
黑体辐射基本规律
在微观世界中,物质具有波粒二象形,运动状态 由波函数决定,状态的演化由薛定谔方程决定, 这种描述方式决定了粒子不可能同时具有确定的 位置和确定的动量,也就是我们不能象经典力学 那样完全了解物质的运动状态。
正因为宏观物体的动量和坐标可以同时具有确定值, 所以宏观物体具有的运动轨迹,也因为此,同样的 两个宏观物体可以通过跟踪其运动轨迹加以区分。
ΔpxΔx 2 ΔpyΔy 2 ΔpzΔz 2Δຫໍສະໝຸດ Δt h h / 22

结构化学-0-绪论

结构化学-0-绪论
机理+速率
统 计 热 力 学
结 构 化 学
量 子 化 学
微观宏观 结构+性能
微观基础
11
结构化学
联系大量实验事实
以量子力学为理论基础
深入到电子层次
研究原子、(超)分子、晶体中 电子的运动规律 物质的微观结构 微观结构和宏观性能之间关系
12
主要内容
微观粒子:运动遵循的量子力学规律
3
详细一些吧—简历
4
我能……

A man must not deny his manifest abilities, for that is to evade his obligations. 5
我有……
6
专业软件 专业软件
Thermo:化合物热力学数据 HEDM:高能材料性能 DiDYN:复杂化学反应动力学
22
总结
结构化学是
进入微观世界的通行证
解剖物质结构的手术刀
搭建化学键的指挥官 解析谱图的翻译器 研制新材料的设计师 化学教学的催化剂 化学研究的显微镜和探照灯 ……
23
学习工具
内在:脑+手
外在:书+电脑+计算器
24
教材参考 +Google 周公度、段连运。《结 构化学习题解析》 厦门大学物构组。《结 构化学》 徐光宪、王祥云:《物 质结构》 潘道皑、赵成大、郑载 兴:《物质结构》 倪行,高剑南。《物质 结构学习指导》 25
结构化学 —绪论
李继存 湖北师范学院 化学与环境工程学院
纲要
介绍我 基本参数 简历 联系方式 介绍课程 概览 发展简史 特征 教材 学习方法 考试 体验理论:The Elegant

结构化学课件绪论

结构化学课件绪论
• 化学键理论是以量子力学为基础,波动方程为核 心,通过逻辑思维和数学方法处理来阐明原子、 分子内的电子和原子核之间各种复杂的相互作用, 推论出原子的性质和电子结构的关系。
Structural Chemistry
绪论
结构化学课程的特点
特点(二) • 借助于现代物理测试技术的先进手段,对物
质的电学、磁学、光学、热学、超导等物理
绪论
朝起早
年方少
夜眠迟
勿饮酒
老易至
饮酒醉
惜此时
最为丑
凡出言
话说多 刻薄语 见未真 事非宜
信为先
不如少 秽污词 勿轻言 勿轻诺
诈与妄
惟其是 市井气 知未 勿轻传 进退错
过能改
归于无
倘掩饰
增一辜
Structural Chemistry
绪论
13.9 气-固表面催化反应
Thanks!
性质进行测试。 • 通过实验的方法为“演绎法”提供实践依据, 从中了解获得原子排列和电子运动的规律, 称为“归纳法”。
Structural Chemistry
绪论
结构化学的学习方法
• 把握重点; • 重视理论与实践的密切联系; • 学会抽象思维和运用数学工具处理问题的 方法; • 恰当运用类比、模拟及其它科学方法。
绪论
结构化学探讨的问题
• 原子形成分子时,一个原子与其他原子的 结合是有选择的、数量是有限制的,为什 么表现出“选择性”和“饱和性”?
• 原子组成分子时是怎样控制分子结构?这 些结构对其物理与化学性质有何影响?
Structural Chemistry
绪论
结构化学课程的特点
特点(一)
• 结构化学课程是“化学键理论”课程

结构化学_绪论_第一章

结构化学_绪论_第一章

时, D—G 实验中 I 出现峰值。

12.2 0 2d sin k k A ( k 1, 2, ......) U
D—G 实验证明了:电子具有波动性且德布罗意公
式是正确的。

其它微观粒子(中子、原子、质子等)都具有波 动性。


波粒二象性是微观粒子的一种基本属性。
实物粒子波动性的重要应用:电子显微镜 (E.Ruska,1932年)。 使用de Broglie波的电子显微镜分辨率达到光学 显微镜的千倍。
2
x , y , z ,t
' ' '
2

重要性质: ψ与cψ是描述同一状态的。
1.2.1波函数ψ
⑷波函数的标准条件:

单值的:波函数与其复共轭的乘积表示该微观体系在空 间的几率分布,必须是单值函数。 平方可积:即在整个空间的积分∫*d应为一有限 数,通常要求波函数归一化,即∫*d=1。 连续的:状态波函数在坐标变化的全部范围内必须是连 续的,因薛定谔方程是二阶微分方程,若函数不连续, 就无法得到二阶微商。
1.2.5 Pauli原理

1925年乌仑贝克(Whlenbeck)和哥希密特(Goudshmit) 提出电子自旋的假设,认为电子具有自旋运动,具有固 定的角动量和相应的磁距。 描述电子运动的状态波函数除了包括空间坐标外,还包 括自旋坐标(s)。一个含有N个电子体系的完全波函数 (定态)是:

1.2.5 Pauli原理


波的数学表达式
态函数,是体系包含的所有微粒的坐标和时间的
函数,即状态函数随坐标与时间两个变量变化: ψ(x, y, z, t)

不含时间的波函数ψ(x, y, z) 称为定态波函数。

南开大学本科结构化学课件绪论

南开大学本科结构化学课件绪论
安装施工员(水暖方向)的专业 基础知识、岗位知识和专业实

汇报人:XXX
目录
01 专 业 基 础 知 识 02 岗 位 知 识 03 专 业 实 务
01
专业基础知识
建筑构造与材料
建筑构造:了解建筑物的构成和设计原理,包括基础、墙体、楼板、屋顶等部分的构造 方式和相互关系。
材料知识:熟悉建筑材料的基本性质和适用范围,如混凝土、钢材、木材等,以及材料 的选用原则和注意事项。
设计、施工、维护等。
建筑排水系统:包括污水、 废水、雨水及特殊污水的 排放和处理,以及排水系 统的设计、施工、维护等。
建筑采暖系统:包括热水、 蒸汽、地暖等各种采暖方 式的设计、施工、维护等。
建筑通风与空调系统:包 括空调、通风、洁净室等 各种环境控制系统的设计、
施工、维护等。
02
岗位知识
水暖施工工艺与流程
建筑制图与识图:能够读懂建筑施工图纸,了解图纸上的符号和标注含义,并能根据图 纸进行施工。
施工工艺与流程:掌握建筑施工的基本工艺和流程,包括施工前的准备工作、施工过程 中的技术要求和质量标准等。
建筑图纸的识读与绘制
图纸类型:介绍建筑图纸 的种类和用途,如平面图、
立面图、剖面图等。
图纸组成:说明建筑图纸 的组成部分,如标题栏、
掌握水暖施工过程中的环,掌握灭火器材的使用方

遵守施工现场安全规定,正 确使用安全防护用品
掌握施工现场的应急救援知 识,及时处理突发事故
水暖施工质量控制与验收
施工前准备:对施工图纸 进行审查,确保符合国家
及地方相关规范要求
材料质量控制:对进场材 料进行质量检查,确保符
合设计要求和相关标准
施工过程控制:按照施工 工艺和流程进行施工,确

结构化学绪论

结构化学绪论

天然药材
其中结构测定与分子 设计过程必须具有扎 实的结构化学知识
分离提取
结构测定
分子设计合成
药理活性实验
3 学习结构化学的方法
结构化学课程是在学过高等数学,普通物理,无机化学,分
析化学等课程的基础上,进一步讲授微观物质的运动规律。由于 该课程需要的数理基础知识多,概念又比较抽象,所以,初学者
在开始学习时常有雾里看花,无所适从之感。针对结构化学课程
的特点,必须探索出适合自己的学习方法,作为学习结构化学普 遍性的学习原则,应注意以下几点。
3.1 应注意问题提出的背景及处理问题的思路
学习结构化学时,首先要注意提出问题的背景;解决 问题的途径(思路);解决问题的方法(技巧);得到结
果(论);实际意义与应用领域。然后再去研究中间的推
导过程。首先对问题的全局有所了解,头脑中就有了关于这一问题的
骨架,然后再去掌握中间的具体数学步骤。退一步讲,即使数学处理暂 时不懂,主要的骨架已经抓住了,继续学习以后的章节就没有问题。反 之如果不先弄清问题的来龙去脉,就容易迷失在繁复的数学式子中,不 知道这些式子究竟要解决什么问题。
3.2 应注意基本概念的物理意义及各个章节间的联系
抓住了课程骨架以后,一定要把有关章节的基本点
S4
热铁 电电 效效 应应
D2d
C3h D3h Td
倍频效应 压电效应
C3v C4v C6v
近年来研究较多的具有专一选择性催化活性 钙钛矿型 ABO3(BaTiO3)
新药的合成
加入世贸组织(WTO)后,制药知识产权的问题更加突出,因为 必需遵守知识产权保护的国际公约,不能再进行仿制,必须开发拥有 自己知识产权的新药制备工业。
类比法:

《结构化学》第四章

《结构化学》第四章

《结构化学》第四章第四章:结构化学结构化学是化学中的一个重要概念,是关于物质结构的研究。

在化学中,物质的性质与其分子或原子的结构紧密相关。

因此,理解和研究物质的结构对于进一步探索其性质、制备新材料和开发新药具有重要意义。

结构化学的研究主要涉及化学键、分子空间排列、晶体结构等方面。

在化学键中,主要包括共价键和离子键。

共价键是通过共享电子对来连接原子的,离子键是由带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子之间的静电力相互作用形成的。

共价键通常具有较强的稳定性,而离子键较易解离。

分子空间排列是指分子中各原子之间的相对位置关系。

这是由于原子之间的相互作用力所决定的,包括库仑引力、范德华力、氢键等。

这些相互作用力会导致分子在空间中呈现出不同的三维结构,如线性、平面、立体等。

这些结构决定了分子的性质,如极性、非极性、溶解度等。

晶体结构是指晶体中各原子或分子之间的空间排列模式。

晶体可以看作是由大量重复排列的单元结构单元组成的周期性结构。

晶体结构的研究为合成新材料和功能材料提供了重要依据。

例如,金刚石的硬度和光学性质与其密排的晶格结构有关。

此外,有机化学中的分子结构也是结构化学的重要内容之一、有机化合物中的碳原子可以通过共价键连接在一起,形成不同的碳骨架结构,如直链、支链、环和螺旋等。

这些结构决定了有机物的化学性质和反应性,如稳定性、活性、亲核性和电荷云的分布等。

总之,结构化学是化学中一个重要的研究领域,它关注物质的结构与性质之间的关系。

通过研究物质的结构,可以深入理解和解释其性质,为新材料和新药的设计和开发提供理论指导。

因此,结构化学在化学学科中具有重要的地位和作用。

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如要研究动态结构, 如要研究动态结构,还要研究在整个化学反应过 程中电子状态如何随着原子核的相对运动而发生 变化,并讨论这种以归纳为主的方法, 变化,并讨论这种以归纳为主的方法,主要用一 些物理测试的手段, 射线结构分析、 些物理测试的手段,如X射线结构分析、原子光 射线结构分析 分子光谱、电学及磁学性质的测定、 谱、分子光谱、电学及磁学性质的测定、核磁共 振、电子自旋共振等方法来研究物质内部原子的 排列及运动状况、 排。当对很多个别具体对象进行测量后,再总结 成规律。 成规律。
1985年发现,是由60个 年发现,是由 个 年发现 碳原子构成得分子 2. 应用于超导、材料科学 应用于超导、 等领域的探索中 3. 如北京大学和中国科学 院物理所合作, 院物理所合作,已成功 地研制出了金属掺杂 C60的超导体。此项研 的超导体。 究对整个化学领域的研 究具有非常重要的意义。 究具有非常重要的意义 1.
(二)金刚石的结构 例 一 碳 元 素
例 一 碳 元 素
(三)石墨的结构
金 刚 石 不

同 方

向 视 图





不 同 方 向 视 图
二、酚


(一)酚酞指示剂碱滴酸时的终点 二 酚 酞
例 二 酚 酞
(二)酚酞指示剂变色机理
(三)酚酞变色空间结构 例 二 酚 酞
酚酞(碱性介质) 酚酞(酸性介质)
三、抗癌药物
例 三
NH3 Cl Cl—Pt—NH3 NH2
N N N N N N
抗 癌 药 物
Cl —Pt —Cl NH2
抗生素
例 四 抗 生 素
O CO2H N CH2CO H N H S
Penicillin G
青霉素(一种抗菌素,音译名为盘尼西林)
抗生素
例 四
CHCO H N H S N O CO2H
5. 6. 7. 8. 1. 2. 3. 4. 黑色 软的 是及好的润滑剂 及易磨察分离、 及易磨察分离、可做铅 笔等 具有吸附和催化反应的 功能 耐高温、 耐高温、可做电弧电极 导电、 导电、可做电极 热的良导体、 热的良导体、石墨换热 器等
例 一 碳 元 素
4.碳六十( 4.碳六十(C60) 碳六十
«物质结构» 徐光宪 «结构化学» 江元生 «结构化学» 谢有畅 «结构化学» 林梦海 «结构化学» 李炳瑞 «量子化学»徐光宪
结构化学
河北大学化学与环境科学学院 申世刚


什么是结构化学? 什么是结构化学? 结构化学研究的内容是什么 ?
(一)单质碳元素常见的有几种类型: 单质碳元素常见的有几种类型:
例 一 碳 元 素
1 无定形碳(煤、碳黑、活性炭等) 无定形碳( 碳黑、活性炭等) 2 金刚石 3 石墨 4 C12 、C60 、C70 、C20
当然这些测试方法的原理, 当然这些测试方法的原理,也是以量子理论为 基础的。 基础的。这些规律对于发展化学健理论也有其 价值。结构化学学习的主要内容有: 价值。结构化学学习的主要内容有:量子化学 基础、原子和分子结构、晶体结构、 基础、原子和分子结构、晶体结构、物质表面 结构。 结构。
五、参考书
1.煤 1.煤
例 一 碳 元 素
1. 黑色、不透明 黑色、 2. 煤面软 3. 煤块硬 4. 、 5.
例 一 碳 元 素
1. 2. 3. 4. 5.
透明 强度大 硬度高 是及好的切凿工具 碳原子必须很强地 固定在它的位置上。 固定在它的位置上
2.金刚石 2.金刚石
3.石墨 3.石墨
例 一 碳 元 素
抗 生 素
H2N
Ampicillin
氨比西林,氨卞青霉素 氨比西林 氨卞青霉素
抗生素
例 四
HO CHCO H2N N O CO2H H N H S
抗 生 素
Amoxicillin
羟氨苄青霉素
三、什么是结构化学
结构化学是研究原子 结构化学是研究原子 、分子和晶体的微观 结构,原子和分子运动规律, 结构,原子和分子运动规律,物质的结构 和性能关系的科学, 和性能关系的科学,是化学的一个重要分 支。
四、结构化学研究的内容
以演绎的方法为主, 以演绎的方法为主,即是从微观质点运动的普遍 规律,即量子力学规律出发, 规律,即量子力学规律出发,先研究原子内电子 运动的规律( 运动的规律(其中包括电子和原子核以及电子之 间相互作用的规律),由此推论原子的性质,特 间相互作用的规律),由此推论原子的性质, ),由此推论原子的性质 别要阐明元素周期律的本质。 别要阐明元素周期律的本质。进而研究原子是如 何组成分子或如何组成晶体的。为此, 何组成分子或如何组成晶体的。为此,要探讨分 子中电子在两个或多个原子核作用下以及相互作 用下其运动的规律,由此探讨化学键的本质。 用下其运动的规律,由此探讨化学键的本质。
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