结构化学基础
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维兰德(1877～1957) 德国化学家
1924年测定了胆酸及多种同类物质的化学结构，于1927年获奖。 胆酸存在于动物胆汁中，在人体内帮助油脂的水解和吸收，降低 血液中胆固醇含量 H.费舍尔(1881～1945) 德国化学家
1921至1929年测定了血红素结构，指出血红素参与生物体内氧的输送； 1927至1939年确定了叶绿素的分子结构。于1930年获奖
非线性光学、磁学等方面的性质和应用 ➢ 理论化学－超分子配合物结构和性质之间的关系研究和理论计算
➢ 教师博客：http://sysu.schoolblog.cn/panm/
结构化学
任务
在自然科学中，探明物质的结构是理论研究的基础。用化学手段和方法研究物质结构的科学 称为结构化学。当我们从自然界或实验室获得一种新的化学物质时，首要的任务是测定它们的详
·豪普特曼(1917～) 美国数学家 利用显微影像重组技术探明的烟 草花叶病毒的局部结构
Chemical crystallography – single crystal analysis
Stoe IPDS
Image Plate Diffraction System
KappaCCD X-ray Crystallography Facility
1933至1956年用X射线衍射法测定了胆固醇、维生素B12、 青霉素等生物化学物质的分子结构。于1964年获奖
Nobel Prizes - in structural chemistry
赫兹伯格(1904～1999) 加拿大物理化学家
1928至1971年运用光谱学阐明了多种分子的电子结构 与 运动，特别是在自由基的研究中取得了卓越成就， 促进了 物理化学、量子化学、天体物理学的发展。于 1971年获奖
德拜(1884～1966)美国物理化学家
1914年将X射线衍射技术用于测定化合物晶体的分 子结构。此法的推广和应用，大大促进了结构化学的 发展。于1936年获奖
巴顿(1918～1998) 英国化学家
40年代巴顿和哈塞尔提出了“构象分析”概念，用 于研究分子 特性与分子中原子的复杂空间三维结 构之间的关系，对发展立体化学理论作出了贡献， 于1969年获奖 D.霍奇金(1910～1994) 英国女化学家
卡尔(1918～) 美国物理化学家
50年代初豪普特曼与卡尔合作开发了应用 X射线衍射确 定物质晶体结构的直接计算 法，为分子晶体结构测定作出 了开创性的 贡献，于1985年获奖
克卢格(1926～)英国生物化学家
1968年将电子显微镜和X射线衍射 法两种技术结合起来， 发明了显微影像 重组技术，于1982年获奖。该技术为 测 定生物大分子结构开创了一条新路
2．理解为主，记忆为辅 （预习--- 复习 --- 总结) 3．发展的观点
分子超分子，微观介观（纳米）宏观，相对论？光速不变？
Diffraction image from a powder
/Convert 2.10 for MS Windows 3.1x Scan no. = 1 Lambda1,lambda2 = 1.540 Observed Profile
powder
3. 0
X10E 5
2. 0
x 105
1. 0
CoCuontsunts
single crystal size < 0.5 mm
Chemical crystallography – single crystal analysis
Diffraction image from a single crystal
Stoe IPDS Image Plate Diffraction System
结构化学基础
个人简介
教育背景
➢ 98年，山东大学化学系，学士 ➢ 01年，山东大学晶体所，晶体材料国家重点实验室，硕士 ➢ 04年，中科院上海技术物理所，红外物理国家重点实验室，博士
研究方向
➢ 超分子结构化学－配位超分子的结构多样性和超分子异构 ➢ 材料物理与化学－金属超分子配合物及其纳米复合材料在发光、
.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
22-T-hTetha,edetga, deg
X10E 1 x 10
Assembly of Coordination Nanotube
N
N N
N
HgCl2 = DMF or DMSO
N N N
N N
N N
N
N N
N N
N N
N N
16.8 Å
Βιβλιοθήκη Baidu
[Hg4Cl8(bbimms)4](DMSO)2 --- Nanotube
Chemical crystallography – powder analysis
powder
powder sample in glass capillary
STADI-P Stoe Powder diffractometer
Chemical crystallography – powder analysis
尽结构。结构化学还为我们分析化学物质的性质并进而进行人工合成打下基础。
经典定义
结构化学是研究原子 、分子和晶体的微观结构，研究原子和分子运动规律，研究物质的结 构和性能关系的科学。
化学的新定义
化学是主要研究从原子、分子片、分子、超分子，到分子和原子的各种不同尺度和不同复 杂程度的聚集态和组装态的合成和反应，分离和分析，结构和形态，物理性能和生物活性及其 规律和应用的自然科学 –徐光宪
Hollow Tubular Metal-Organic Architectures
Protein
结构化学学习
怎样学
1．3+2+1原则
3种理论：量子理论，化学键理论，点阵理论 3种结构：原子结构，分子结构，晶体结构 3个基础：量子化学基础，对称性原理基础，结晶化学基础 2个因素：电子因素，空间因素 1条主线：结构决定性能，性能反映结构
从实验学科向理论学科的转变
1998年诺贝尔化学奖获得者Kohn和Pople认为：“量子化学已经发展成为广大化学家所使 用的工具，将化学带入一个新时代，在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的 性质。化学不再是纯粹的实验科学了”
Nobel Prizes --- in structural chemistry
1924年测定了胆酸及多种同类物质的化学结构，于1927年获奖。 胆酸存在于动物胆汁中，在人体内帮助油脂的水解和吸收，降低 血液中胆固醇含量 H.费舍尔(1881～1945) 德国化学家
1921至1929年测定了血红素结构，指出血红素参与生物体内氧的输送； 1927至1939年确定了叶绿素的分子结构。于1930年获奖
非线性光学、磁学等方面的性质和应用 ➢ 理论化学－超分子配合物结构和性质之间的关系研究和理论计算
➢ 教师博客：http://sysu.schoolblog.cn/panm/
结构化学
任务
在自然科学中，探明物质的结构是理论研究的基础。用化学手段和方法研究物质结构的科学 称为结构化学。当我们从自然界或实验室获得一种新的化学物质时，首要的任务是测定它们的详
·豪普特曼(1917～) 美国数学家 利用显微影像重组技术探明的烟 草花叶病毒的局部结构
Chemical crystallography – single crystal analysis
Stoe IPDS
Image Plate Diffraction System
KappaCCD X-ray Crystallography Facility
1933至1956年用X射线衍射法测定了胆固醇、维生素B12、 青霉素等生物化学物质的分子结构。于1964年获奖
Nobel Prizes - in structural chemistry
赫兹伯格(1904～1999) 加拿大物理化学家
1928至1971年运用光谱学阐明了多种分子的电子结构 与 运动，特别是在自由基的研究中取得了卓越成就， 促进了 物理化学、量子化学、天体物理学的发展。于 1971年获奖
德拜(1884～1966)美国物理化学家
1914年将X射线衍射技术用于测定化合物晶体的分 子结构。此法的推广和应用，大大促进了结构化学的 发展。于1936年获奖
巴顿(1918～1998) 英国化学家
40年代巴顿和哈塞尔提出了“构象分析”概念，用 于研究分子 特性与分子中原子的复杂空间三维结 构之间的关系，对发展立体化学理论作出了贡献， 于1969年获奖 D.霍奇金(1910～1994) 英国女化学家
卡尔(1918～) 美国物理化学家
50年代初豪普特曼与卡尔合作开发了应用 X射线衍射确 定物质晶体结构的直接计算 法，为分子晶体结构测定作出 了开创性的 贡献，于1985年获奖
克卢格(1926～)英国生物化学家
1968年将电子显微镜和X射线衍射 法两种技术结合起来， 发明了显微影像 重组技术，于1982年获奖。该技术为 测 定生物大分子结构开创了一条新路
2．理解为主，记忆为辅 （预习--- 复习 --- 总结) 3．发展的观点
分子超分子，微观介观（纳米）宏观，相对论？光速不变？
Diffraction image from a powder
/Convert 2.10 for MS Windows 3.1x Scan no. = 1 Lambda1,lambda2 = 1.540 Observed Profile
powder
3. 0
X10E 5
2. 0
x 105
1. 0
CoCuontsunts
single crystal size < 0.5 mm
Chemical crystallography – single crystal analysis
Diffraction image from a single crystal
Stoe IPDS Image Plate Diffraction System
结构化学基础
个人简介
教育背景
➢ 98年，山东大学化学系，学士 ➢ 01年，山东大学晶体所，晶体材料国家重点实验室，硕士 ➢ 04年，中科院上海技术物理所，红外物理国家重点实验室，博士
研究方向
➢ 超分子结构化学－配位超分子的结构多样性和超分子异构 ➢ 材料物理与化学－金属超分子配合物及其纳米复合材料在发光、
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22-T-hTetha,edetga, deg
X10E 1 x 10
Assembly of Coordination Nanotube
N
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HgCl2 = DMF or DMSO
N N N
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N N
16.8 Å
Βιβλιοθήκη Baidu
[Hg4Cl8(bbimms)4](DMSO)2 --- Nanotube
Chemical crystallography – powder analysis
powder
powder sample in glass capillary
STADI-P Stoe Powder diffractometer
Chemical crystallography – powder analysis
尽结构。结构化学还为我们分析化学物质的性质并进而进行人工合成打下基础。
经典定义
结构化学是研究原子 、分子和晶体的微观结构，研究原子和分子运动规律，研究物质的结 构和性能关系的科学。
化学的新定义
化学是主要研究从原子、分子片、分子、超分子，到分子和原子的各种不同尺度和不同复 杂程度的聚集态和组装态的合成和反应，分离和分析，结构和形态，物理性能和生物活性及其 规律和应用的自然科学 –徐光宪
Hollow Tubular Metal-Organic Architectures
Protein
结构化学学习
怎样学
1．3+2+1原则
3种理论：量子理论，化学键理论，点阵理论 3种结构：原子结构，分子结构，晶体结构 3个基础：量子化学基础，对称性原理基础，结晶化学基础 2个因素：电子因素，空间因素 1条主线：结构决定性能，性能反映结构
从实验学科向理论学科的转变
1998年诺贝尔化学奖获得者Kohn和Pople认为：“量子化学已经发展成为广大化学家所使 用的工具，将化学带入一个新时代，在这个新时代里实验和理论能够共同协力探讨分子体系的 性质。化学不再是纯粹的实验科学了”
Nobel Prizes --- in structural chemistry