结构化学
学习结构化学目的与意义
学习结构化学目的与意义结构化学是化学的一个重要分支，主要研究物质的微观结构和化学键的性质，以及这些结构和性质之间的关系。
学习结构化学的目的和意义可以从多个方面来阐述。
1.理解化学反应的本质：结构化学是理解化学反应本质的基础。
通过研究原子和分子的结构和性质，我们可以更好地理解化学反应是如何发生的，以及反应的速率和方向。
这对于理解化学反应的机理，预测新化合物的性质以及开发新的化学反应路线都具有重要的意义。
2.预测物质的性质：结构化学的研究可以帮助我们预测物质的物理和化学性质。
例如，通过了解分子的对称性和电子分布，我们可以预测分子的稳定性、光学活性、磁性等性质。
这有助于我们在科学研究和实际应用中更好地理解和利用物质的性质。
3.药物设计和材料科学：结构化学在药物设计和材料科学领域有着广泛的应用。
通过了解生物分子的结构和性质，我们可以设计出能够与特定生物分子相互作用的药物。
此外，结构化学对于理解材料科学的各种现象，如材料的力学、电学、光学等性质，以及优化材料的性能也有着重要的作用。
4.环境科学和地球科学：在环境科学和地球科学领域，结构化学也有着广泛的应用。
例如，通过了解大气中分子的结构和性质，我们可以更好地理解大气化学过程和气候变化。
在地球科学中，结构化学可以帮助我们理解地壳中岩石和矿物的形成和演变过程。
5.推动科技进步：结构化学的发展推动了科技的进步。
例如，X射线晶体学的发展帮助我们了解了DNA和蛋白质的结构，推动了生物技术的发展。
此外，结构化学对于理解光电现象、超导现象、磁性现象等也做出了重要的贡献，推动了物理学和其他相关领域的发展。
6.提高教学质量：学习结构化学有助于提高教学质量。
通过了解结构化学的基础知识，学生可以更好地理解有机化学、无机化学、物理化学等其他化学分支的知识。
此外，结构化学的教学也有助于培养学生的逻辑思维和推理能力。
7.促进经济发展：结构化学在经济发展中有着广泛的应用。
例如，在制药行业，通过结构化学的研究，可以开发出新的药物分子，提高药物的疗效并降低副作用。
化学结构知识点总结归纳
化学结构知识点总结归纳结构化学是化学中非常重要的一个分支，它涉及到分子和原子之间的结构、键合情况和空间构型等方面。
结构化学的研究对于理解化学反应、理论计算和新材料设计等方面都具有重要的意义。
在这篇文章中，我将对结构化学的一些重要知识点进行总结归纳，希望能够对读者有所帮助。
1. 分子结构分子是由原子通过共价键连接而成的化合物，它们具有固定的结构和空间构型。
分子的结构包括分子式、键长、键角、二面角和立体构型等方面。
分子式是用来表示分子中原子种类和数量的化学式，例如H2O表示水分子，CH4表示甲烷分子。
而键长和键角则是描述分子内原子之间的相对位置关系，它们对分子的性质和反应活性都有很大影响。
此外，二面角和立体构型也是分子结构中重要的参数，它们描述了分子中的空间构型及其对分子性质和反应活性的影响。
2. 共价键共价键是原子之间通过共享电子而形成的化学键，它是最常见的一种化学键类型。
共价键的形成和特性对于分子结构和化学性质有着重要影响。
共价键可以分为σ键和π键两种类型，其中σ键是由原子轴向的轨道重叠形成的键，而π键则是由平行轨道的重叠形成的键。
另外，共价键的长度和强度也与原子的电负性和分子的结构有很大关系。
共价键的性质和特性是结构化学研究的一个重要内容。
3. 杂化轨道杂化轨道是描述分子中原子轨道混成现象的概念，它对于分子结构的解释和分析具有重要意义。
杂化轨道的形成是由于原子在形成共价键时，其原子轨道发生重叠和混合的现象。
根据杂化轨道理论，sp、sp2、sp3和sp3d等不同种类的杂化轨道可以解释分子中的不同键型和分子构型。
杂化轨道对于理解分子的稳定性、反应活性和构型优劣有着重要的帮助。
4. 共振结构共振结构是由于某些分子存在多种等价的共振式结构而导致的一种描述方式。
通过引入共振结构，可以更好地解释分子中原子位置和键型的不确定性。
共振结构对于分子结构和稳定性的理解非常重要，它可以直观地反映分子中的电子分布情况和电荷分布情况，有助于预测分子的性质和反应活性。
结构化学课程
结构化学课程结构化学是化学领域中的一门重要课程，它研究物质的化学结构以及结构与性质之间的关系。
本文将从结构化学的基本概念、研究方法和应用领域三个方面进行阐述。
一、结构化学的基本概念结构化学是研究物质结构的科学，它关注物质中原子和分子的排列方式以及它们之间的相互作用。
结构化学的基本概念包括分子的空间构型、键的类型和键的性质。
通过研究分子的结构，我们可以理解物质的性质和反应机理。
例如，分子的手性结构决定了药物的活性，不同键的键能决定了化学反应的速率和方向。
二、结构化学的研究方法结构化学的研究方法包括实验方法和计算方法。
实验方法主要包括X射线衍射、核磁共振等技术。
通过实验方法，我们可以确定分子的准确结构，并研究其动力学和热力学性质。
计算方法主要包括量子化学计算和分子力学模拟等技术。
通过计算方法，我们可以预测分子的结构和性质，加快新材料的开发和药物的设计。
三、结构化学的应用领域结构化学在化学和材料科学的许多领域都有重要应用。
在有机合成中，结构化学可以帮助合成化学家设计更高效的反应路线，并预测反应的产物和副产物。
在药物设计中，结构化学可以帮助药物化学家设计具有特定活性的分子，并优化药物的药代动力学性质。
在材料科学中，结构化学可以帮助材料科学家设计具有特定性能的材料，如超导体和光电材料。
结构化学是化学领域中不可或缺的一门课程。
通过学习结构化学，我们可以深入了解分子的结构和性质，从而为化学研究和应用提供有力支持。
同时，结构化学也为药物设计、材料科学等领域的发展提供了基础和方法。
因此，结构化学是化学专业学生必修的一门课程，也是化学研究人员和工程师必备的基本知识。
在结构化学的学习过程中，我们需要掌握分子的空间构型和键的性质，学习实验方法和计算方法，理解结构化学在化学和材料科学中的应用。
通过课堂学习和实验实践，我们可以逐步掌握结构化学的基本概念和研究方法，培养科学思维和实验技能。
这将为我们今后的学习和科研工作打下坚实的基础。
结构化学基础
结构化学基础
结构化学是研究化学物质的结构，关系和性质的一门学科，它至关重要。
结构化学通过对核苷酸、蛋白质、细胞及其他有机分子进行深入研究来了解化学反应的机理、以及它们对
生理过程的影响。
例如，只有当我们了解了血清素的构造，我们才能研发精准的抗抑郁症药物。
结构化学的基础是分子动力学模型。
分子动力学模型是用来模拟分子的位移、旋转和绑定的理论。
这些运动取决于分子间的相互作用，以及环境中的压力、温度、光照等因素，包
括电子交换等力学力量。
通过分子动力学模型，我们可以模拟分子发生变化的情况，甚至
研究宏观量级的化学反应，从而推导出它们的化学和物理性质。
结构化学也涉及有机化学、生物化学、物理化学、以及分子结构计算等多个学科。
它是一门研究物质结构和性质的综合性学科，既有理论研究，又有实验研究，涉及数学、物理、化学和生物等多个学科。
运用结构化学可以研究生命过程与化学反应的关系，发展出各种
新药物、新材料和新技术。
综上所述，结构化学是研究化学反应机理和生理过程的重要学科，有助于研发各种新药物、新材料以及新技术。
它涉及多领域，并且需要综合运用多学科知识，可以为我们提供很多
科学上的新发现。
《结构化学》课件
contents
目录
• 结构化学简介 • 原子结构与性质 • 分子的电子结构与性质 • 晶体结构与性质 • 结构化学实验结构化学的定义
总结词
结构化学是一门研究物质结构与 性质之间关系的科学。
详细描述
结构化学主要研究原子的排列方 式、电子分布和分子间的相互作 用，以揭示物质的基本性质和行 为。
晶体的电导率、热导率等性质取决于其内 部结构，不同晶体在这些方面表现出不同 的特性。
晶体的力学性质
晶体材料的应用
晶体的硬度、韧性等力学性质与其内部原 子排列密切相关，这些性质决定了晶体在 不同工程领域的应用价值。
晶体材料广泛应用于电子、光学、激光、 半导体等领域，如单晶硅、宝石等。了解 晶体的性质是实现这些应用的关键。
分子的选择性
分子的选择性是指分子在化学反应中对反应物的选择性和对产物的选择性。选择性强的分 子可以在特定条件下优先与某些反应物发生反应，产生特定的产物。
04
晶体结构与性质
晶体结构的基础知识
晶体定义与分类
晶体是由原子、分子或离子在空 间按一定规律重复排列形成的固 体物质。根据晶体内部原子、分 子或离子的排列方式，晶体可分 为七大晶系和14种空间点阵。
电子显微镜技术
• 总结词：分辨率和应用 • 电子显微镜技术是一种利用电子显微镜来观察样品的技术。相比光学显微镜，
电子显微镜具有更高的分辨率和更大的放大倍数，因此可以观察更细微的结构 和组分。 • 电子显微镜技术的分辨率一般在0.1~0.2nm左右，远高于光学显微镜的分辨 率（约200nm）。因此，电子显微镜可以观察到更小的晶体结构、病毒、蛋 白质等细微结构。 • 电子显微镜技术的应用范围很广，例如在生物学领域中，可以用于观察细胞、 病毒、蛋白质等生物样品的结构和形态；在环境科学领域中，可以用于观察污 染物的分布和形态；在材料科学领域中，可以用于观察金属、陶瓷、高分子等 材料的表面和断口形貌等。
结构化学基础
结构化学基础在化学中，人们常使用分子图来代表化学物质。
分子图是一种结构化学的基本工具，能够清晰地表示化学物质的结构和性质。
结构化学是分子图的基础。
它研究分子、离子和它们之间的化学键所构成的化合物的结构、性质和反应。
本文将介绍结构化学的基础知识。
一、化学键的类型化学键是互相链接原子的力。
它们决定了分子的结构和性质。
化学键的类型有以下几种。
1. 静电键静电键是正负电荷之间的吸引力。
它们在离子化合物中非常普遍，比如氯化钠。
在分子化合物中，静电键是非常弱的，因为它们只有在极性分子中才存在。
有时候，静电键出现在共价键中，此时可以称之为极性共价键。
氟气和水分子中就存在这样的极性共价键。
2. 共价键共价键是原子间由共用一对电子而形成的化学键。
共价键分为极性共价键和非极性共价键。
非极性共价键指的是两个非极性原子间的化学键，例如氢气。
而极性共价键指的则是两个原子间，如果原子的电负性存在明显差异，就会形成极性共价键。
极性共价键在分子的化学性质中扮演着重要角色。
3. 金属键金属键是由离子化合物中金属离子与自由电子构成的一种键。
金属键在金属中的性质中起着重要的作用，它使得金属成为了良好的导体和热传导介质。
二、分子几何与习惯表示法分子的几何形状对于分子的化学性质有很大的影响。
在结构化学中，常用杜瓦尔-布拉格方案表示分子几何和结构。
这个方案中，每个原子都用一个符号表示，而它们之间的化学键用线来表示。
在所有的分子几何类型中，最重要的是以下几种。
1. 线性线性分子的共价键通常都是直线分布的。
氧气和碳二氧化分子都是线性分子。
2. 三角形锥形三角形锥形分子中，原子最多有四个邻居。
水分子和氨分子都是三角锥形分子。
3. 四面体四面体分子的原子通常有五个邻居。
一些复杂的离子也属于这一类分子。
三、立体异构体分子的立体异构体是指它们在空间构型方面存在不同的结构形态。
化学家使用手性符号或矢量来表示这些立体异构体。
异构体在化学和医学上都有很多应用。
结构化学(共10张PPT)
物理化学
化学键
结构与化学键
原子轨道 电
分子轨道
子 因
成键力 素
分子、晶体的立体结构
键 键 对 连原 角 长 称 接子
性 形间 式
几何因素
结构化学的核心问题
子力学理论
周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北京大学出版社
分子结构的化学键理论 学习过程中，正确理解和处理好模型、概念、方法、结论之间的关系。
实际意义。然后再去研究中间的推导过程，不要迷失
在繁复的数学处理中。
4 教材及主要参考
1.周公度《结构化学基础》(第四版)，北京大学 出版社， 2.周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北 京大学出版社 3.东北师范大学等 《结构化学》，高等教育出 版社，2003 4.徐光宪《物质结构》（第二版），科学出版社，
晶体结构的点阵理论
电子结构； 几何结构 周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北京大学出版社
分子、晶体的立体结构
一条主线： 结构－性质－应用
结构化学课程的特点
抽象性（微观理论，结构实验）
综合性（学科交叉，数理方程，现代实验）
开放性（新理论，新方法，内容的拓展）
3 结构化学的学习方法
学习过程中，正确理解和处理好模型、概念、
东北师范大学等 《结构化学》，高等教育出版社，2003
综合性（学科交叉，数理方程，现代实验）
晶体结构的点阵理论 分子、晶体的立体结构
抽象性（微观理论，结构实验）
晶体结构的点阵理论
抽象性（微观理论，结构实验）
分子结构的化学键理论
两个要素： 晶体结构的点阵理论
周公度《结构化学习基础题解析》(第四版)，北京大学出版社 分子结构的化学键理论
结构化学重点掌握内容
结构化学重点掌握内容结构化学是研究和描述物质的组成、结构、性质及其在化学反应中的变化的一门学科。
以下是结构化学的重点掌握内容：1.原子结构和元素周期表：了解原子的组成，包括质子、中子和电子，以及元素周期表的组织和特点。
元素周期表按照元素的原子序数排列，可以根据周期表的位置推测元素的性质。
2.化学键：掌握化学键的种类和特点，包括离子键、共价键和金属键。
理解键的形成和断裂对化学反应的影响。
3.分子结构：了解分子的组成和结构，包括原子之间的排列和连接方式。
掌握分子的三维结构对其性质和反应的影响。
4.功能基团：掌握常见的有机功能基团，如醇、酮、醛等，并理解它们在有机化合物中的作用和重要性。
了解它们的命名规则和结构特点。
5.分子间相互作用力：了解分子间相互作用力对物质性质的影响，包括范德华力、氢键和离子-离子相互作用力。
理解这些相互作用力在物质的溶解、熔点和沸点等方面的作用。
6.反应速率和反应机理：掌握反应速率和反应机理的基本概念和计算方法。
理解反应动力学和化学平衡的关系，以及影响反应速率的因素。
7.配位化学：了解配位化学的基本概念和配位化合物的结构特点。
掌握配位键的形成和配位化合物的命名规则。
8.离子化合物的结构和性质：了解离子化合物的晶体结构和性质，包括离子半径比和离子键的强度。
了解溶液中离子的行为和离子反应的特点。
9.有机化学基本反应：掌握有机化学的基本反应类型，如取代反应、加成反应和消除反应。
理解这些反应的机理和实际应用。
10.分析化学方法：了解常见的分析化学方法，如质谱法、红外光谱法和核磁共振法。
理解这些方法的原理和应用。
此外，重点掌握实验技能和实验室安全知识也是结构化学的重要内容。
掌握正确的实验操作和安全措施，可以确保实验的准确性和安全性。
实验技能的掌握还包括实验仪器的使用和数据处理的方法。
总之，结构化学是化学学科的重要分支，掌握以上内容可以帮助理解物质的组成和性质，以及化学反应的基本原理和机理。
结构化学知识点汇总
结构化学知识点汇总关键信息项：1、原子结构原子轨道电子排布原子光谱2、分子结构化学键类型分子几何构型分子的极性3、晶体结构晶体类型晶格结构晶体的性质11 原子结构111 原子轨道原子轨道是描述原子中电子运动状态的数学函数。
主要包括s 轨道、p 轨道、d 轨道和 f 轨道。
s 轨道呈球形对称，p 轨道呈哑铃形，d 轨道和 f 轨道形状更为复杂。
112 电子排布遵循泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则。
电子按照一定的顺序填充在不同的原子轨道上，形成原子的电子构型。
113 原子光谱原子在不同能级间跃迁时吸收或发射的光子所形成的光谱。
包括发射光谱和吸收光谱，可用于分析原子的结构和成分。
12 分子结构121 化学键类型共价键：通过共用电子对形成，分为σ键和π键。
离子键：由正负离子之间的静电引力形成。
金属键：存在于金属晶体中，由自由电子和金属离子之间的相互作用形成。
氢键：一种特殊的分子间作用力，比一般的范德华力强。
122 分子几何构型通过价层电子对互斥理论（VSEPR）和杂化轨道理论来解释和预测。
常见的分子构型有直线型、平面三角形、四面体型、三角双锥型和八面体型等。
123 分子的极性取决于分子中正负电荷中心是否重合。
极性分子具有偶极矩，非极性分子则没有。
13 晶体结构131 晶体类型离子晶体：由离子键结合而成，具有较高的熔点和硬度。
原子晶体：通过共价键形成，硬度大、熔点高。
分子晶体：分子间以范德华力或氢键结合，熔点和硬度较低。
金属晶体：由金属键维系，具有良好的导电性和导热性。
132 晶格结构晶体中原子、离子或分子的排列方式。
常见的晶格有简单立方、体心立方、面心立方等。
133 晶体的性质各向异性：晶体在不同方向上的物理性质不同。
自范性：能够自发地呈现出多面体外形。
固定的熔点：在一定压力下，晶体具有固定的熔点。
21 量子力学基础211 薛定谔方程是描述微观粒子运动状态的基本方程，通过求解该方程可以得到粒子的能量和波函数。
结构化学周公度pdf
结构化学周公度pdf1 结构化学的定义结构化学是一门研究物质结构和性质的学科，其内容涵盖了有机物、无机物、大分子和新材料的结构，以及它们之间的相互作用。
结构化学是在化学及其交叉学科中物理化学、应用化学和生物化学等基础上，运用现代理论和实验技术进行分析、定量和模拟解析真实物质及其分子结构的科学。
结构化学的研究在物质结构及性质之间的关联方面具有广泛的应用前景。
2 研究方法结构化学的实体研究可以分为三个主要方面：理论分析，实验研究和应用技术。
理论分析：现代的理论分析有量子化学理论和拉曼散射理论，可以进行原子和分子结构的理论模拟分析及其化学性质的精确计算；实验研究：主要是现代激光中子散射实验、量子化学实验和拉曼散射实验，可以研究材料的形态、结构实质和表面性质；应用技术：结构化学的主要应用是以激光技术、量子化学技术和拉曼散射技术为基础的材料研究和性质研究，可以提高分析新材料结构性能和理论分析的精度，进一步实现智能制造和智能材料加工技术。
3 结构化学的主要用途结构化学在新材料、药物研发和化学合成中有着重要的应用：（1）新材料：结构化学可以用来分析新开发的材料，如高分子材料、固态药物、聚合物等，研究其表面特性、性质及结构特征，以及对这些性质的影响。
（2）药物研发：结构化学可以用来研究药物的分子结构，用于确定药物的活性机理，探索药物的生物作用，进而提高新药的研发效率，提高药物的药效和安全性。
（3）化学合成：结构化学也可以用来研究有机及无机原料分子行为，加快新型分子合成水平，或寻求新型反应路线，最终生成新材料。
4 结构化学周公度结构化学周公度是特定期间加强和深入理论研究，针对特定实验室各类专题，并增强师生大参与和深入交流，以发展结构化学的一种活动，往往在某个学期或者学年的结束时开展。
它通常以一个主题报告开始，然后分组进行讨论，期间来自专家、学者、学生及其他科研人员之间进行研究成果分析和交流，最后分组发表报告，沟通和分享报告内容并进行交流讨论，以求冻剂的知识更新和最新的结构化学研究技术。
结构化学基础知识点
结构化学基础知识点结构化学课程是高等学校化学专业的主干课程之一,也是应用化学、材料化学等专业的基础理论课。
接下来店铺为你整理了结构化学基础知识点，一起来看看吧。
结构化学基础知识点：量子力学经典物理学是由Newton(牛顿)的力学，Maxwell(麦克斯韦)的电磁场理论，Gibbs(吉布斯)的热力学和Boltzmann(玻耳兹曼)的统计物理学等组成，而经典物理学却无法解释黑体辐射，光电效应，电子波性等微观的现象。
黑体：是一种可以全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体，带一个微孔的空心金属球，非常接近黑体，进入金属球小孔的辐射，经多次吸收，反射使射入的辐射实际全被吸收，当空腔受热，空腔壁会发出辐射，极少数从小孔逸出，它是理想的吸收体也是理想的放射体，若把几种金属物体加热到同一温度，黑体放热最多，用棱镜把黑体发出的辐射分开就可测出指定狭窄的频率范围的黑体的能量。
规律：频率相同下黑体的能量随温度的升高而增大，温度相同下黑体的能量呈峰型，峰植大致出现在频率范围是0.6-1.0/10-14S-1。
且随着温度的升高，能量最大值向高频移动.加热金属块时，开始发红光，后依次为橙，白，蓝白。
黑体辐射频率为v的能量是hv的整数倍.光电效应和光子学说：Planck能量量子化提出标志量子理论的诞生。
光电效应是光照在金属表面上使金属放出电子的现象，实验证实：1.只有当照射光的频率超过金属最小频率(临阈频率)时，金属才能发出电子，不同金属的最小频率不同，大多金属的最小频率位于紫外区。
2.增强光照而不改变照射光频率，则只能使发射的光电子数增多，不影响动能。
3.照射光的频率增强，逸出电子动能增强。
光是一束光子流，每一种频率的光的能量都有一个最小单位光子，其能量和光子的频率成正比，即 E=hv光子还有质量，但是光子的静止质量是0，按相对论质能定律光子的质量是m=hv/c2光子的动量：p=mc=hv/c=h/波长光的强度取决于单位体积内光子的数目，即光子密度。
结构化学知识点汇总
结构化学知识点汇总结构化学是一门研究原子、分子和晶体结构以及它们与性质之间关系的学科。
这门学科对于理解物质的本质、化学反应的机制以及材料的性能等方面都具有重要意义。
以下是对结构化学一些重要知识点的汇总。
一、原子结构1、波粒二象性物质具有波粒二象性，即既表现出粒子的特性，又表现出波的特性。
对于微观粒子，如电子，其运动不能用经典力学来描述，而需要用量子力学。
2、薛定谔方程薛定谔方程是描述微观粒子运动状态的基本方程。
通过求解薛定谔方程，可以得到原子中电子的可能状态和能量。
3、原子轨道原子中的电子处于不同的原子轨道上。
原子轨道具有不同的形状和能量，常见的有 s、p、d、f 轨道。
4、电子排布根据能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则，电子在原子轨道上进行排布。
这决定了原子的电子构型和化学性质。
二、分子结构1、化学键化学键包括离子键、共价键和金属键。
共价键又分为σ键和π键。
离子键是通过正负离子之间的静电作用形成的；共价键是原子之间通过共用电子对形成的；金属键则是金属原子之间的自由电子和金属阳离子之间的相互作用。
2、杂化轨道理论原子在形成分子时，其原子轨道会发生杂化，形成杂化轨道。
常见的杂化轨道类型有 sp、sp²、sp³等，杂化轨道的类型决定了分子的空间构型。
3、分子的几何构型通过价层电子对互斥理论（VSEPR）可以预测分子的几何构型。
该理论认为，分子中中心原子的价层电子对相互排斥，从而使分子具有特定的空间构型。
4、分子的极性分子的极性取决于分子的构型和键的极性。
如果分子的正电荷中心和负电荷中心重合，则分子为非极性分子；否则为极性分子。
三、晶体结构1、晶体的类型晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。
不同类型的晶体具有不同的物理性质，如熔点、硬度、导电性等。
2、晶格和晶胞晶体中的原子、离子或分子在空间有规则地排列，形成晶格。
晶胞是晶格的最小重复单元，通过晶胞可以描述整个晶体的结构。
《结构化学》教案
《结构化学》教案教案：结构化学教学目标：1.理解分子结构的基本概念和原子结构的基本组成。
2.掌握常见分子结构的命名规则。
3.熟悉有机化合物的结构特点和它们在生命活动中的重要性。
4.学会运用结构化学的知识分析有机化合物的性质和反应。
教学内容：第一节概念和基本组成1.分子的概念和组成：原子核、电子和化学键。
2.分子结构的表示方法：分子式、结构式和杂化。
第二节分子结构的命名1.烃类的命名：直链烷烃、支链烷烃和环烷烃。
2.功能团的命名：醇、醛、酮、酸、酯等。
3.多官能团的命名：醇醚、酮醛等。
第三节有机化合物的结构特点和生物活性1.范德华力和分子间相互作用。
2.极性分子和非极性分子。
3.有机化合物的官能团和生物活性。
第四节结构化学的应用1.化合物的相对分子质量和摩尔质量。
2.化合物的摩尔比和分子式计算。
3.分子结构和性质之间的关系。
4.化学反应的机理研究。
教学重点：1.分子结构的基本概念和组成。
2.常见有机化合物的命名规则。
3.结构化学在有机化学中的应用。
教学难点：1.复杂有机化合物的命名规则。
2.结构化学在化学反应机理研究中的应用。
教学方法：1.讲授结合举例：通过分子模型、分子式和结构式的展示，帮助学生理解分子结构的概念和组成。
2.课堂讨论：引导学生思考分子结构与性质之间的关系，鼓励学生提出问题和解决问题。
3.实验探究：通过合成有机化合物、测定它们的物理性质和反应活性，让学生实际操作和观察有机化合物的结构特点。
教学资源：1.教科书和教案资料。
2.分子模型和实验仪器。
3.化学实验教材和化学反应原理。
教学评估：1.学生课堂表现和参与度评估。
2.平时作业和小组讨论的成果评估。
3.实验报告和总结的评估。
教学拓展：1.分子模型的制作和应用。
2.有机化合物的定性和定量分析方法。
3.结构化学在材料科学和药物设计中的应用。
教学延伸：1.学习有机化学反应机理。
2.学习有机合成和药物合成的实践技巧。
3.深入了解有机化合物的合成、性质和应用。
结构化学知识点汇总
结构化学知识点汇总一、原子结构1、波粒二象性德布罗意波长公式：λ ＝ h ／ p ，其中λ为波长，h 为普朗克常量，p 为动量。
海森堡不确定原理：ΔxΔp ≥ h ／4π ，表明不能同时精确测定粒子的位置和动量。
2、原子轨道薛定谔方程：用于描述原子中电子的运动状态。
原子轨道的形状：s 轨道为球形，p 轨道为哑铃形。
原子轨道的能量：能层和能级的概念，以及能级交错现象。
3、电子自旋电子自旋量子数：取值为＋1/2 和－1/2 。
泡利不相容原理：一个原子轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子。
二、分子结构1、化学键离子键：由正负离子之间的静电引力形成。
共价键价键理论：包括原子轨道重叠、共价键的方向性和饱和性。
杂化轨道理论：解释分子的几何构型。
价层电子对互斥理论：预测分子的空间构型。
金属键：金属原子之间通过自由电子形成的化学键。
氢键：一种特殊的分子间作用力，具有方向性和饱和性。
2、分子的极性极性分子和非极性分子的判断依据：分子的正负电荷重心是否重合。
分子极性对物质性质的影响：如溶解性、熔沸点等。
3、分子间作用力范德华力：包括色散力、诱导力和取向力。
范德华力对物质物理性质的影响。
三、晶体结构1、晶体的特征有固定的熔点和规则的几何外形。
内部质点在三维空间呈周期性有序排列。
2、晶体的分类离子晶体：具有较高的熔点和硬度，如 NaCl 。
原子晶体：熔点和硬度很高，如金刚石。
分子晶体：熔点和硬度较低，如干冰。
金属晶体：具有良好的导电性和导热性，如铜。
3、晶胞晶胞的概念：晶体结构的基本重复单元。
晶胞中原子的占有率计算。
四、光谱学1、原子光谱发射光谱和吸收光谱。
原子光谱的应用：元素分析、测定原子结构。
2、分子光谱红外光谱：用于研究分子的化学键和官能团。
紫外可见光谱：反映分子中电子的跃迁。
五、量子化学计算方法1、从头算方法基于薛定谔方程的精确求解。
计算量较大，但结果较为准确。
2、半经验方法引入一些经验参数简化计算。
计算速度较快，但精度相对较低。
《结构化学》课程教学大纲
《结构化学》课程教学大纲课程代码：ABCL0408课程中文名称：结构化学课程英文名称：Structural Chemistry课程性质：选修课程学分数：1.5课程学时数：24授课对象：材料化学专业本课程的前导课程：无机化学、物理化学等一、课程简介结构化学是在原子、分子的层次上研究原子、分子、晶体结构的运动规律，揭示物质的微观结构与性能之间关系的一门基础科学。
它以电子构型和几何构型为两条主线，系统讲授三种理论和三类结构：量子理论和原子结构、化学键理论和分子结构、点阵理论和晶体结构。
为本科生打下两方面基础：量子化学基础、结晶化学基础。
这些基础对于建立微观结构概念和原理、掌握现代测试方法具有不可替代的作用。
二、教学基本内容和要求课程教学内容：1 量子力学基础知识：（1）微观粒子的运动特征，（2）量子力学的基本假设，（3）箱中粒子的Schrödinger方程及其解；3 原子结构和性质：（1）单电子原子的Schrödinger方程及其解，（2）量子数的物理意义，（3）波函数电子云图形，（4）多电子原子的结构，（5）元素周期表和元素周期性质；4 共价键和双原子分子的结构化学：（1）化学键的概述，（2）H2+的结构和共价键的本质，（3）分子轨道理论和双原子分子的结构；5 多原子分子的结构和性质：（1）价层电子对互斥理论（VSEPR），（2）杂化轨道理论；6 配位化合物的结构和性质：（1）概述，（2）价键理论、晶体场理论、配位场理论；7 晶体的点阵结构和晶体的性质：（1）晶体结构的周期性和点阵，（2）晶体的衍射。
课程的重点、难点：1 量子力学基础知识：（1）微观粒子的运动特征，（2）量子力学的基本假设；3 原子结构和性质：（1）量子数的物理意义，（2）波函数电子云图形，（3）多电子原子的结构；4 共价键和双原子分子的结构化学：（1）化学键的概述，（2）H2+的结构和共价键的本质；5 多原子分子的结构和性质：（1）杂化轨道理论；6 配位化合物的结构和性质：（1）价键理论、晶体场理论、配位场理论；7 晶体的点阵结构和晶体的性质：（1）晶体结构的周期性和点阵。
结构化学课后习题答案
结构化学课后习题答案结构化化学课后习题答案一、化学键与分子结构1. 选择题a) 正确答案：D解析：选择题中，选项D提到了共价键的形成是通过电子的共享，符合共价键的定义。
b) 正确答案：B解析：选择题中，选项B提到了离子键的形成是通过电子的转移，符合离子键的定义。
c) 正确答案：C解析：选择题中，选项C提到了金属键的形成是通过金属原子之间的电子云重叠，符合金属键的定义。
d) 正确答案：A解析：选择题中，选项A提到了氢键的形成是通过氢原子与高电负性原子之间的吸引力，符合氢键的定义。
2. 填空题a) 正确答案：共价键解析：填空题中，根据问题描述，两个非金属原子之间的键称为共价键。
b) 正确答案：离子键解析：填空题中，根据问题描述，一个金属原子将电子转移到一个非金属原子上形成的键称为离子键。
c) 正确答案：金属键解析：填空题中，根据问题描述，金属原子之间的电子云重叠形成的键称为金属键。
d) 正确答案：氢键解析：填空题中，根据问题描述，氢原子与高电负性原子之间的吸引力形成的键称为氢键。
二、有机化学1. 选择题a) 正确答案：C解析：选择题中，选项C提到了烷烃是由碳和氢组成的，符合烷烃的定义。
b) 正确答案：D解析：选择题中，选项D提到了烯烃是由含有一个或多个双键的碳原子组成的，符合烯烃的定义。
c) 正确答案：B解析：选择题中，选项B提到了炔烃是由含有一个或多个三键的碳原子组成的，符合炔烃的定义。
d) 正确答案：A解析：选择题中，选项A提到了芳香烃是由芳香环结构组成的，符合芳香烃的定义。
2. 填空题a) 正确答案：醇解析：填空题中，根据问题描述，含有羟基（-OH）的有机化合物称为醇。
b) 正确答案：醚解析：填空题中，根据问题描述，含有氧原子连接两个碳原子的有机化合物称为醚。
c) 正确答案：酮解析：填空题中，根据问题描述，含有羰基（C=O）的有机化合物称为酮。
d) 正确答案：酯解析：填空题中，根据问题描述，含有羧基（-COO）的有机化合物称为酯。
结构化学基础知识点总结[参考]
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结构化学基础知识点总结[参考]一、原子结构与原子能1、原子结构：原子是最小的具有化学性质的物质单位，原子结构由原子核和电子组成。
原子核由正电荷和非常小的负电荷组成，其质量约为原子的七十分之一。
电子的电荷为负，小，它的质量约为原子的三万分之一。
2、原子层次：电子位级是决定原子性质的内部结构，它将电子分成分子、原子层、最低能量状态等不同的层次，每一层的电子能量和每层的电子数在这一层上都是一定的。
3、原子能：原子的特征主要基于原子能。
原子能是原子核里的质子和中子相互反作用时所产生的能量，其势能和机械能在原子内部形成了重要的离散能级，其能级的高低决定着原子的性质。
二、原子结合1、杂原子结合：杂原子结合是指由不同元素构成的分子，例如水分子、由氢、氧组成的有机分子等，它们的特性与它们构成分子的元素，强度以及键数有关，从这些特性可以分辨出不同的化合物的性质。
2、非离子结合：非离子结合是指两个有共同亲和力的原子形成结合的一种结合方式，它们之间的结合是由相互分子对激发的吸引力维持的，例如氢键等，它不仅能定义分子的构型，而且还能定义分子的易燃性、电离性等一系列特性。
3、离子结合：离子结合是指一种具有一定形状的离子由于它们之间及其外围有机分子的电荷分布而形成的一种极性结合，它的调整能有来控制原子结合能从而控制它的性质。
三、离子化1、离子化反应：离子化反应是指有机分子或其它物质被离子（带电离子）分解而形成离子络合物的一类物质反应。
如水解反应等。
2、离子网络：离子网络是指各种结构不同的离子团簇相互联结而成的网络结构。
它由共有电子对或共有质子对不断构成，结构十分坚固，可以改变热，紫外等波长的电磁辐射的传播状态，也具有非常重要的作用。
3、离子热：离子热是指原子以及离子的极性的能量的转变，它与常温下无机物质之间的反应有较大的区别，一般表现为高温下才会形成有机反应，因此，离子热是一个相对比较高热的反应系统。
结构化学简洁版pdf
结构化学简洁版pdf结构化学是化学领域中的一个重要分支，它研究有机和无机物质的结构、性质和反应。
结构化学的发展对于理解和改进化学反应、设计新型材料以及药物研发等方面具有重要意义。
本文旨在对结构化学进行简要介绍，涵盖结构的定义、结构测定方法、化学键以及应用等内容。
首先，结构是指化学物质中原子之间的相互排列方式。
化学物质的结构直接影响到其性质和反应行为。
结构可以通过各种实验方法进行测定，如X射线衍射、核磁共振等。
此外，还可以利用计算化学方法，如分子轨道理论和密度泛函理论等，推断和预测分子的结构。
在结构化学中，化学键是一个重要的概念。
化学键是连接原子的力，决定了分子的形状和性质。
常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
共价键是两个非金属原子之间共享电子形成的，具有较强的键能和相对较小的极性。
离子键是一个或多个金属原子将一个或多个电子转移给非金属原子而形成的，具有较强的极性。
金属键是金属原子之间的电子云共享形成的，具有较低的键能和较强的导电性。
结构化学具有广泛的应用领域。
在有机合成中，结构化学可以帮助化学家设计和优化合成路线，以获得高产率和高选择性的反应。
此外，结构化学也在材料科学和纳米科技中起到重要作用。
通过控制材料的结构，可以获得特定的物理和化学性质，从而实现材料性能的定制。
在药物研发中，结构化学可以帮助科学家设计新药分子，并预测其药效和副作用。
在总结上述内容时，可以强调结构化学在化学研究和应用中的重要性。
结构是化学物质的基础，决定了其性质和反应行为。
结构化学通过各种实验和计算方法研究和测定化学物质的结构，并利用这些结构信息来预测和解释化学反应、设计新型材料以及进行药物研发等。
结构化学在化学领域的研究和应用中发挥着重要的作用，为人们提供了理解和改进化学现象的有力工具。
结构化学基础习题解析
结构化学基础习题解析
本文旨在介绍结构化学的基础习题及其解析，以提高读者对结构化学的理解和应用。
结构化学是一种分析物质的结构的科学，它融合了物理化学、生物化学和化学物理学等学科，是物理、化学和生物研究的重要基础。
结构化学的基本概念是研究物质的结构，其中包括物质的大小、结构、形状及其相互作用。
在结构化学中，研究人员可以使用分子模型和物理量子化学来研究物质的结构和性质，从而推断出发生的化学反应的机理。
结构化学的基础习题主要包括物质的独特性质、分子模型和晶格结构。
首先，物质的独特性质是由其原子组成、结构和配位数等决定的。
研究人员可以利用原子的性质和能量，结合分子模型和物理量子化学，以解释原子的特定性状。
其次，分子模型是一种理解物质结构的技术，包括用不同颜色表示原子、用箱线表示分子结构、计算分子中各原子间的距离，以及计算分子的总能量等。
最后，晶格结构是指物质的晶体构造，即原子、分子和离子之间的特定排列结构，它可以帮助研究人员了解物质的构型特性和性质。
此外，结构化学关注的还有化学反应的机理和过程，以及各种物质的结构变化与物性之间的关系。
研究人员可以利用结构信息，如原子组成、分子模型和晶格结构，解释某一特定物质的特性和行为，从而利用这些信息推断出发生的化学反应机理。
总之，结构化学的基础习题包括独特性质、分子模型和晶格结构，
以及化学反应的机理等内容，是了解物质的结构和性质的基础。
结构化学的基础习题可以帮助读者更合理地使用结构化学来解释物质的结构、性质和行为，从而推断出发生的化学反应的机理，同时提高读者的结构化学知识。
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练习题一、选择：1.下列条件不是品优函数的必备条件的是（ ）。
A ．连续 B ．单值 C ．归一 D ．有限或平方可积2. 下列算符中，哪些不是线性算符( ) a) ∇2b)d dxc)3d) xy3. 氢原子ψ321状态的角动量大小是( ) a) 3 b) 2 c) 1 d) 64. 考虑电子的自旋, 氢原子n=3的简并波函数有( )种a) 3 b) 9 c) 18 d) 1 5. 类氢原子体系ψ432的径向节面数为( ) a) 4 b) 1 c) 2 d) 06.已知一维势箱中的一个自由电子处在ψ（x ）==（2/l ）1/2.sin （nπx /l ）态（0≤x≤l ），则该电子出现在l /2和3l /4间的概率为（ ）。
A ．P=∣ψ（l/2）∣2+∣ψ（3l/4）∣2B ．P=⎰2/4/3l l ∣ψ（x ）∣2dxC ．P=⎰2/4/3l l ψ（x ）dxD ．P=⎰4/32/l l ∣ψ（x ）∣2dx7.已经ψ=R(r)Θ(ө)Φ(υ)=R(r)·Y(ө，υ)，其中各函数皆已归一化，则下列式中，成立的是 ( )。
A 、∫|ψ|2dτ=∫R 2r 2dr B 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2ψ2dr C 、∫|ψ|2dτ=∫4πr 2R 2dr D 、∫|ψ|2dτ=⎰∞R 2r 2dr ⎰π⎰π20Y 2sin ө d ө dυ8.电子云图是下列哪一种函数的图形（ ）。
A ．D （r ）B ψ2（r ，ө，υ）C R 2（r ）D ψ（r ，ө，υ）9.已知径向分布函数为D （r ），则电子出现在内径r 1=xnm ，厚度为1nm 的球壳内的概率P 为（ ）。
A. P=D(x+1) — D(x) B.P= D(x) C.P= D(x+1) D.P=⎰+1x xD （r ）dr10. 某原子的电子组态为1s 22s 22p 64s 15d 1，其基谱项为( ) a) 3D b) 1D c) 3S d)1S11. 在多电子原子体系中， 采用中心力场近似的Hi ˆ可以写为：------------------------- ( ) ()iiir εZemH 0π-∇π-=481 A 222ˆ()∑≠00π+π-∇π-=ji ji iiirεer εZemH ,22224481 B ˆ ()()ii iir εeσZmH 0π--∇π-=481 C 222ˆ二、填空1.已知一维谐振子的势能表达式为V=kx 2/2，则该体系的定态薛定谔方程应当为（ ）。
2.基态氢原子在单位体积中电子出现概率最大值在（ ）；单位厚度的球壳体积中电子出现概率最大值在（ ）。
3.原子轨道是原子中的单电子波函数，每个原子轨道只能容纳（ ）个电子。
4.对于氢原子及类氢离子的1ｓ电子来说，出现在半径为ｒ，厚度为dr 的球壳内，各个方向的概率密度为（ ）（填相等或不相等），对于2p x 电子（ ）（填相等或不相等）。
三、 e imυ和cosm υ对算符iϕd d 是否为本征函数？若是，求出其本征值。
五、链型共轭分子CH 2CHCHCHCHCHCHCH 2在长波方向460nm 处出现第一个强吸收峰，试按一维势箱模型估算其长度。
第三章一、填空、选择：2. S 1和S 2不是独立的对称元素，因为S 1＝（ ），S 2＝（ ）。
3.下列说法错误的是（ ）。
A 、分子中有S n 轴，则此分子必然同时存在C n 轴和σh 。
B 、凡是正四面体构型的分子一定属于T d 群C 、S 4是个独立的对称元素。
D 、分子既有C n 轴又有垂直于C n 轴的σh ，此分子必有S n 轴。
4下列分子中具有偶极矩，而不属于C nv 群的是A H 2O 2B NH 3C CH 2Cl 2D CH 2 =CH 25下面说法正确的是：---------------------------- ( )(A) 分子中各类对称元素的完全集合构成分子的对称群 (B) 同一种分子必然同属于一个点群，不同种分子必然属于不同的点群 (C) 分子中有 S n 轴，则此分子必然同时存在 C n 轴和σh 面 (D) 镜面σd 一定也是镜面σv 6下面说法正确的是：---------------------------- ( )(A) 如构成分子的各类原子均是成双出现的，则此分子必有对称中心 (B) 分子中若有C 4，又有i ，则必有σ(C) 凡是平面型分子必然属于C s 群 (D) 在任何情况下，2ˆnS =E ˆ 7 下列说法正确的是：---------------------------- ( )(A) 凡是八面体络合物一定属于 O h 点群(B) 凡是四面体构型的分子一定属于 T d 点群 (C) 异核双原子分子一定没有对称中心 (D) 在分子点群中对称性最低的是 C 1群，对称性最高的是 O h 群 8下列分子中属于 D 3群的是：---------------------------- ( )(A) BF3(B) NH3(C)部分交错式乙烷(D)交错式乙烷9. 属于下列哪一点群的分子可能有旋光性（）A．D∞h B. Cs C. O h D. D n二、写出下列分子所归属的点群及全部对称元素：HCN，SO3，氯苯（C6H5Cl），苯（C6H6），萘（C10H8），CH4，CH3Cl，CH2Cl2，CHCl3。
三、写出下列分子所归属的点群及全部对称元素：CS2，CH3+，C5H5N，H2C＝C＝C＝CH2，椅式环己烷。
CH3CH3（扭曲），CH3CH3（交叉式），CH3CH3（重叠式），四、下列空格中打上“+”或“－”分别表示对与错。
1 环己烷（椅式）2 环己烷（船式）3 CS24 CH3CH3（扭曲）六、写出下列分子所属点群并给出哪些分子有偶极矩。
1 NO2(弯曲) ,2 CH3Cl , 3顺式CHCl=CHCl , 4 反式CHCl=CHCl第四章一选择题1通过变分法计算得到的微观体系的能量总是A、等于真实基态能量B、大于真实基态能量C、不小于真实基态能量D、小于真实基态能量2.下列对分子轨道概念叙述正确的是（）。
A、描述单个电子在空间运动的状态函数B、分子中单个电子在空间运动的状态函数C、由同种原子轨道线性组合而成的新轨道D、分子中电子在空间运动的状态函数3.下列分子中磁矩最大的是（）。
A、Li2 B、C2C、C2+ D、B24.下列分子可能具有单电子π键的是( )。
A、N2+ B、C2- C、B2+ D、O2-5.用MO理论判断OF，OF－，OF＋的键级大小次序正确的是（）。
A、OF＞OF－＞OF＋B、OF＞OF＋＞OF－C、OF－＞OF＞OF＋D、OF＋＞OF＞OF－7. H2＋的哈密顿算符^H＝－21▽2－ra1－rb1+R1时，已采用的下列处理手段是（）。
A、单电子近似B、原子单位C、定核近似D、中心力场近似8 在LCAO-MO 方法中，各原子轨道对分子轨道的贡献可由哪个决定：(A) 组合系数c ij(B) (c ij)2(C) (c ij)1/2(D) (c ij)-1/29同核双原子分子的σ轨道的特点是（）A．能量最低 B. 其分布关于键轴呈圆柱形对称C．无节面 D. 由S原子轨道组成10下列分子中哪个是顺磁性的（）A．H2 B. N2 C. O2 D. CO二、简答1 何谓LACO近似？2简述S12, H11, H12的意义3为什么轨道重叠的程度越大，体系能量降低越多？4为什么CO分子用C端原子配位？三、试比较下列同核双原子分子：B2, C2,N2, O2, F2的键级、键能、键长的大小关系，在相邻两个分子间填入“<”或“>”符号表示。
四、写出O2、O2+、O2-、O22-、的键级、键长长短次序及磁性。
五、写出O2、O2+、N2、NO的电子组态六、解释NO容易被氧化成NO+的原因。
七、给出下列分子轨道的g，u性质：------------------------------ ( )(A)F2中的π*(B)NO中的σ*(C) O2中的σ*D）F2中的π八、以z轴为键轴，按对称性匹配原则，下列原子轨道对间能否组成分子轨道？若能，写出是什么类型分子轨道，若不能，写出"不能"，空白者按未答处理。
九、_______________，磁性________________。
十、用分子轨道理论预测N22-，O22-和F22-能否稳定存在？它们的键长与其中性分子相对大小如何？第五章一、选择题1、下列分子或离子中不是sp杂化的是：（）。
A H2SB BCl3C PCl3D NH4+12345682、杂化轨道是由（ ）。
A ．同一原子的原子轨道线性组合得到的B ．两个原子中原子轨道的线性组合而得到的C ．同一分子中分子轨道的线性组合而得到的D ．同一分子中各个原子的原子轨道的线性组合而得到的3、已知 H 2O 的键角为104.5°，O 原子进行了不等性sp 3杂化，其中两个与氢原子成键的杂化轨道中，O 原子的p 成分的贡献为：------------------------------ ( )(A) 0.21 (B) 0.80 (C) 0.5 (D) 0.75 ( 已知键角和轨道成分的关系式为 cos θ= -c 12/c 22 )4、下列氯化物中， 哪个氯的活泼性最差？--------------------------------- ( )(A) C 6H 5Cl (B) C 2H 5Cl (C)CH 2CH —CH 2Cl (D) C 6H 5CH 2Cl (E) CH 2═CHCl5、2，4，6-三硝基苯酚是平面分子，存在离域π键，它是：--------- ( )(A) 1612∏ (B) 1814∏ (C) 1816∏ (D) 1616∏ (E) 2016∏6、下列哪些分子中不存在离域大π键（ ） A ．C 6H 5CH=CHC 6H 5 B. CH 2=C=O C. CO(NH 2)2 D. CH 2=CH —CH 3 二、简答题1、CH 4，NH 3和H 2O 三个分子中，键角∠HXH 分别是109.5°，107.3°，104.5°，试解释为什么CH 4的键角最大，NH 3其次，而H 2O 的键角最小。
2、CO 2和NO 2分子的几何构型、电子结构有何差异，说明原因。
3用HMO 法计算烯丙基H 2C ═C —CH 2和烯丙基阳离子的π电子的能量和离域能。
4、写出 的休克尔行列式。
5、写出下列分子休克尔行列式。
(用x 表示，x =(α-E )/β，自己给原子编号)(1) CH 3—CH ═CH —CH 3(2) CH 2═CH —CH ═CH 2 (3)6、乙烯的吸收光谱λ极大约为193？nm ， 而丁二烯的λ极大约为217？nm 。