分子结构PPT课件
合集下载
分子结构4 PPT课件
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
二、氢键的形成
如 HF分子之间的氢键，F － H ····F － H 又如水分子之间的氢键
氢键的形成有两个条件： 有与电负性大且半径小的原子 ( F，O， N ) 相连的H ； 在附近有电负性大，半径 小的原子 ( F，O，N ) 。
第四节 分子间作用力和氢键
5、为什么常温下Cl2是气体，Br2是液体，I2是固体？
第四节 分子间作用力和氢键
F－H···F E/kJ ·mol-1 28.0
O－H···O 18.8
N－H···N 5.4
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构 氢键有分子间氢键和分子内氢键
H OO
N O
分子间氢键
OH
N
O
O
分子内氢键
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
四、氢键对化合物性质的影响 1、对分子熔沸点的影响
取向力 诱导力 色散力
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
一、取向力
两个永久偶极间存在的同极相斥、异极相吸的定向作用
+
+_ +_
+_
_
分子离得较远
取向
取向力只存在于极性分子之间。
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
二、诱导力
由于诱导偶极－永久偶极之间相互作用所产生的。
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构 3、永久偶极------极性分子本身所固有的
极性分子放入电场中
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
7-4-2 分子间作用力
第七章 化学键与分子结构
二、氢键的形成
如 HF分子之间的氢键，F － H ····F － H 又如水分子之间的氢键
氢键的形成有两个条件： 有与电负性大且半径小的原子 ( F，O， N ) 相连的H ； 在附近有电负性大，半径 小的原子 ( F，O，N ) 。
第四节 分子间作用力和氢键
5、为什么常温下Cl2是气体，Br2是液体，I2是固体？
第四节 分子间作用力和氢键
F－H···F E/kJ ·mol-1 28.0
O－H···O 18.8
N－H···N 5.4
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构 氢键有分子间氢键和分子内氢键
H OO
N O
分子间氢键
OH
N
O
O
分子内氢键
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
四、氢键对化合物性质的影响 1、对分子熔沸点的影响
取向力 诱导力 色散力
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
一、取向力
两个永久偶极间存在的同极相斥、异极相吸的定向作用
+
+_ +_
+_
_
分子离得较远
取向
取向力只存在于极性分子之间。
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
二、诱导力
由于诱导偶极－永久偶极之间相互作用所产生的。
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构 3、永久偶极------极性分子本身所固有的
极性分子放入电场中
第四节 分子间作用力和氢键
第七章 化学键与分子结构
7-4-2 分子间作用力
分子的空间构型(课件PPT)
sp2 杂化轨道。sp2 杂化轨道间的夹角是120°，分子的几何构型
为平面正三角形。
BF3分子形成
2s
2p
激发 2s
2p
正三角形
B的基态
激发态
F
B
120°
F
F
sp2 杂化态
碳的sp2杂化轨道
sp2 杂 化 ： 三 个 夹 角 为 120° 的 平 面 三 角 形 杂 化轨道。
等性sp 杂化
同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨 道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基
BeCl2分子形成
2p 2s
2p 2s
激发
直线形 杂化
Be基态
Cl
180
Be Cl
激发态
键合
sp杂化态 直线形
化合态
碳的sp杂化轨道
sp 杂 化 ： 夹 角 为 180° 的直线形杂化轨道。
为平面正三角形。
BF3分子形成
2s
2p
激发 2s
2p
正三角形
B的基态
激发态
F
B
120°
F
F
sp2 杂化态
碳的sp2杂化轨道
sp2 杂 化 ： 三 个 夹 角 为 120° 的 平 面 三 角 形 杂 化轨道。
等性sp 杂化
同一原子中 ns-np 杂化成新轨道：一个 s 轨道和一个 p 轨 道杂化组合成两个新的 sp 杂化轨道。
4、教学必须从学习者已有的经验开始。——杜威 5、构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。——贝尔纳 6、学习要注意到细处，不是粗枝大叶的，这样可以逐步学习摸索，找到客观规律。——徐特立 7、学习文学而懒于记诵是不成的，特别是诗。一个高中文科的学生，与其囫囵吞枣或走马观花地读十部诗集，不如仔仔细细地背诵三百首诗。——朱自清 8、一般青年的任务，尤其是共产主义青年团及其他一切组织的任务，可以用一句话来表示，就是要学习。——列宁 9、学习和研究好比爬梯子，要一步一步地往上爬，企图一脚跨上四五步，平地登天，那就必须会摔跤了。——华罗庚 10、儿童的心灵是敏感的，它是为着接受一切好的东西而敞开的。如果教师诱导儿童学习好榜样，鼓励仿效一切好的行为，那末，儿童身上的所有缺点就会没有痛苦和创伤地不觉得难受地逐渐消失。——苏霍姆林斯基
BeCl2分子形成
2p 2s
2p 2s
激发
直线形 杂化
Be基态
Cl
180
Be Cl
激发态
键合
sp杂化态 直线形
化合态
碳的sp杂化轨道
sp 杂 化 ： 夹 角 为 180° 的直线形杂化轨道。
《分子的结构与性质》课件
分子的挑战与机遇
01
理论计算方法的改进
目前的理论计算方法仍面临一些挑战，如精度与计算效率的平衡、多尺
度模拟等，需要不断改进和优化。
02
实验技术的创新
实验技术是研究分子结构和性质的重要手段，需要不断探索和创新实验
方法，提高测量精度和灵敏度。
03
跨学科合作与人才培养
加强跨学科合作与人才培养是推动分子科学发展的关键，需要促进不同
分子的未来发展
新型分子材料的开发
随着材料科学的发展，未来将开发出更多具有优异性能的新型分 子材料，应用于能源、环保等领域。
分子机器与分子器件
随着纳米技术的发展，分子机器和分子器件将成为研究热点，有望 在信息技术、生物医学等领域发挥重要作用。
跨学科融合发展
分子科学与其他学科的交叉融合将进一步加深，如物理、化学、生 物学、医学等，为解决复杂问题提供更多思路和方法。
通过研究生物大分子的结构和性质，可以深入了解生 物体的代谢过程、基因表达、细胞信号转导等生命活 动。同时，了解分子的结构和性质也有助于发现新的 药物靶点，为疾病治疗提供新的思路和方法。例如， 针对某些蛋白质分子的结构和性质，可以设计出具有 特定功能的药物分子，用于治疗癌症、神经退行性疾 病等重大疾病。
01
分子由原子组成，原子通过 共价键或离子键结合形成分
子。
02
分子中的原子可以相同也可 以不同，相同原子的分子称 为单质，不同原子的分子称
为化合物。
03
分子中的原子之间存在化学 键，化学键的类型包括共价
键、离子键、金属键等。
分子的种类
根据分子中原子之间的结合方式 ，可以分为共价分子、离子分子
和金属分子。
VS
《RNA的分子结构》课件
01
02
03
04
05
mRNA
信使RNA，负责传递 DNA上的遗传信息，指导
蛋白质合成。
rRNA
核糖体RNA，是核糖体的 主要组成部分，参与蛋白
质合成。
snoRNA
核小RNA，参与rRNA的 修饰和加工。
rna的功能和作用机制
物质转运
tRNA转运氨基酸到核糖体，参 与蛋白质合成。
RNA加工和剪接
snRNA和snoRNA参与细胞内的 RNA加工和剪接，对基因表达进 行精细调控。
盐酸胍-酚-氯仿法
在酸性环境中，用盐酸胍使细胞裂解，释放出 rna，再经酚-氯仿抽提，离心分离后得到总rna 。
热变性法
在高温条件下，用蛋白酶k和苯酚混合液处理细 胞，使蛋白质变性，释放出rna，再经离心分离 得到总rna。
rna的检测方法和技术
电泳检测法
将rna样品进行电泳分离，通过观 察电泳结果判断rna的分子大小和
细胞器结构和功能维持
通过RNA干扰、microRNA等机制，rna可以 调控基因表达，影响细胞分化、发育和疾病 发生。
信号转导和细胞通讯
某些非编码RNA可以作为信号分子，参与细 胞通讯和信号转导过程。
04
rna的合成和复制
rna的合成过程
转录
在DNA模板链上，按照碱基互补 配对原则，合成RNA的过程称为 转录。转录过程中，RNA聚合酶 在DNA上找到一个或多个启动子 ，并在启动子附近将核糖核苷酸
1930年代，德国科学家温特和奥地利科学家 鲍尔等进一步证实了RNA的存在。
rna的历史和发展
1950年代，美国科学家马丁和 辛格通过实验证明了RNA在遗
传中的作用。
生物大分子结构与功能ppt课件
氨基酸部分 ➢ 多肽主链（main chain）：由肽键连接各氨基酸残基形成的
长链骨架 ➢ 多肽侧链(side chain)：蛋白质多肽链中的各氨基酸侧链基团
肽的书写格式
NH2-甘-丙-谷-……-组-蛋-COOH NH2-Gly-Ala-Glu-……His-MetCOOH NH2-GAE……HM-COOH GAE……HM
子量(MW)30,000-45,000 ➢ 一个含有100个氨基酸组成的蛋白质可存在20100
种不同的形式 ➢ E. coli约含有3,000种蛋白质,人体约含有100,000种
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
➢编码氨基酸：20 种 , 除Gly外，均为L-氨基酸, Pro为 环状亚氨酸 ➢非编码氨基酸：胱氨酸、碘代酪氨酸、羟脯氨酸与 羟赖氨酸等
Trp
光 密 度
Tyr Phe
0 240 250 260 270 280 290 300 310 波 长 ( nm )
芳香族氨基酸的紫外吸收
化学性质
亚硝酸反应：测定产生的N2可计算氨基酸的含量, 为Van Slyke定 氮法的基础。
甲醛反应: 氨基酸与甲醛反应生成二羟甲基氨基酸, 为中和法测 定氨基酸含量的依据, 称甲醛滴定法, 两性氨基酸在与 甲醛反应后使氨基封闭而酸性增强, 可用强碱滴定。
➢ 寡肽(oligopeptide): 十个以下氨基酸缩合成的肽统称为寡肽
➢ 多肽链(polypeptide chain) : 十个以上氨基酸形成的肽,
典型的多肽MW<104 ➢ 蛋白质: 由一条或几条多肽链组成的生物大分子 ➢ 氨基酸残基(amino acid residues)：蛋白质肽链中的每个
(2) R为羟基和硫： Ser、Thr含羟基,Ser有极性可形成氢键, 大多数酶的活性中心有
长链骨架 ➢ 多肽侧链(side chain)：蛋白质多肽链中的各氨基酸侧链基团
肽的书写格式
NH2-甘-丙-谷-……-组-蛋-COOH NH2-Gly-Ala-Glu-……His-MetCOOH NH2-GAE……HM-COOH GAE……HM
子量(MW)30,000-45,000 ➢ 一个含有100个氨基酸组成的蛋白质可存在20100
种不同的形式 ➢ E. coli约含有3,000种蛋白质,人体约含有100,000种
蛋白质的基本组成单位——氨基酸
➢编码氨基酸：20 种 , 除Gly外，均为L-氨基酸, Pro为 环状亚氨酸 ➢非编码氨基酸：胱氨酸、碘代酪氨酸、羟脯氨酸与 羟赖氨酸等
Trp
光 密 度
Tyr Phe
0 240 250 260 270 280 290 300 310 波 长 ( nm )
芳香族氨基酸的紫外吸收
化学性质
亚硝酸反应：测定产生的N2可计算氨基酸的含量, 为Van Slyke定 氮法的基础。
甲醛反应: 氨基酸与甲醛反应生成二羟甲基氨基酸, 为中和法测 定氨基酸含量的依据, 称甲醛滴定法, 两性氨基酸在与 甲醛反应后使氨基封闭而酸性增强, 可用强碱滴定。
➢ 寡肽(oligopeptide): 十个以下氨基酸缩合成的肽统称为寡肽
➢ 多肽链(polypeptide chain) : 十个以上氨基酸形成的肽,
典型的多肽MW<104 ➢ 蛋白质: 由一条或几条多肽链组成的生物大分子 ➢ 氨基酸残基(amino acid residues)：蛋白质肽链中的每个
(2) R为羟基和硫： Ser、Thr含羟基,Ser有极性可形成氢键, 大多数酶的活性中心有
《分子结构》课件
氯化铁等。
生物分子
如蛋白质、核酸、糖类 等，具有复杂的空间结
构和功能。
02
共价分子结构
共价键的形成与类型
共价键的形成
原子间通过共享电子来形成共价 键，这些共享电子对构成了分子 中的共价键。
共价键的类型
根据电子云的偏移程度，共价键 可以分为非极性键、极性键和配 位键等类型。
分子轨道理论
分子轨道理论的基本概念
距离无关。
氢键
定义
氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由一个氢原子与另一个原子的电负性较强的原子（ 如氧、氮等）之间的相互作用。
形成条件
氢键的形成需要满足一定的条件，即氢原子与电负性较强的原子之间的距离要适中，一般 在200pm左右。同时，还需要考虑分子的几何构型和电子云的分布等因素。
特点
氢键是一种较强的分子间作用力，其作用力大小仅次于化学键。氢键的形成会影响分子的 性质，如熔点、沸点、溶解度等。在生物体系中，氢键的形成对于维持生物大分子的结构 和功能具有重要意义。
05
分子的振动与转动
分子的振动
分子振动是指分子中的原子或分子的运动，这种运动可以以不同的方式 进行，包括伸缩振动和弯曲振动等。
伸缩振动是指原子或分子的键长发生变化，导致分子整体形状发生变化 。弯曲振动则是指原子或分子的键角发生变化，导致分子整体形状发生
变化。
分子的振动频率和能量与分子内部的结构有关，因此通过研究分子的振 动可以了解分子的内部结构和性质。
共价分子的对称性和稳定性
分子的对称性和稳定性与其几何形状密切相关，某些形状的分子具有更高的稳定 性。
共价分子的极性
共价分子的极性定义
共价分子的极性是指分子中正负电荷中心不重合的现象，这 种现象会导致分子具有电偶极矩。
生物分子
如蛋白质、核酸、糖类 等，具有复杂的空间结
构和功能。
02
共价分子结构
共价键的形成与类型
共价键的形成
原子间通过共享电子来形成共价 键，这些共享电子对构成了分子 中的共价键。
共价键的类型
根据电子云的偏移程度，共价键 可以分为非极性键、极性键和配 位键等类型。
分子轨道理论
分子轨道理论的基本概念
距离无关。
氢键
定义
氢键是一种特殊的分子间作用力，它是由一个氢原子与另一个原子的电负性较强的原子（ 如氧、氮等）之间的相互作用。
形成条件
氢键的形成需要满足一定的条件，即氢原子与电负性较强的原子之间的距离要适中，一般 在200pm左右。同时，还需要考虑分子的几何构型和电子云的分布等因素。
特点
氢键是一种较强的分子间作用力，其作用力大小仅次于化学键。氢键的形成会影响分子的 性质，如熔点、沸点、溶解度等。在生物体系中，氢键的形成对于维持生物大分子的结构 和功能具有重要意义。
05
分子的振动与转动
分子的振动
分子振动是指分子中的原子或分子的运动，这种运动可以以不同的方式 进行，包括伸缩振动和弯曲振动等。
伸缩振动是指原子或分子的键长发生变化，导致分子整体形状发生变化 。弯曲振动则是指原子或分子的键角发生变化，导致分子整体形状发生
变化。
分子的振动频率和能量与分子内部的结构有关，因此通过研究分子的振 动可以了解分子的内部结构和性质。
共价分子的对称性和稳定性
分子的对称性和稳定性与其几何形状密切相关，某些形状的分子具有更高的稳定 性。
共价分子的极性
共价分子的极性定义
共价分子的极性是指分子中正负电荷中心不重合的现象，这 种现象会导致分子具有电偶极矩。
分子结构-课件_
•• ••
O O • •
•
•
•••
O O •
•
•
•
•••
O O • • • • •
• ••• •
3.有些物种的合理结构能写出不止一个. 例如对 NO3- 离子而言，可以写 出能 量相同的三个式子（但3个式子都不代表NO3-离子的实际结构 ，此时鲍林的 共振论此时应运而生 .
OO
N
O
O
O
为了解释分子或离子的立体结构,泡（L.Pauling） 以量子力学为基础提出了新的化学键理论——杂化 轨道理论。
假设
理论
一、杂化轨道理论要点
1. 在形成分子时，由于原子间的相互影响，中心原子能量相近 但类型不同的原子轨道混合起来，形成一组新的能量相同 （或相近）的轨道，这个过程称杂化，所形成的新轨道称杂 化轨道。
例:ClF3属AX3E2=AY5,试预测其分子几何构型。
I型
II 型 III 型
方向角 90度
l-l l-b b-b
作用对数目
筛选结果
(I)
(II) (III)
0
1
0 (I)(III)
6 不再考虑 4
(III)
不再考虑
例:SF4属AX4E1=AY5,其VSEPR理想模型为三角 双锥体，排除孤对电子的分子立体结构由于孤对 电子的位置不同有两种可能的模型:哪一种结构更 合理呢？
序(ii)(ii. t-t>t-d>d-d>d-s>s-s),分子立体模型应为:
∠O-S-O>10928' ∠Cl-S-Cl<∠O-S-Cl<10928' 所以SO2Cl2分子的立体结构为正四面体畸变型，即 四面体型。
4-分子结构-化学原理 PPT课件
共价键类型
Multiple Bonds
double bonds triple bonds
配位健（Coordination covalent bond）
CO
2019/10/17 26
键参数 (Bond Parameters)
键长(bond length) 键角(bond angle) 键能(bond energy)
O HH
S HH
2019/10/17 17
6.2 Covalent Bonding
价键理论
Valence bond theory (VB)
杂化轨道理论 Hybrid orbital theory
2019/10/17 18
离子键 （ionic bond）
Walther Kossel 1916
2019/10/17 19
1s
x
1s
3px
(a)
x 3px
(b)
x 3px
(c) 2019/10/17 24
共价键类型 σ键
s-s s-px px-px
π键
py-py pz-pz
x
x
轨道的重叠部分沿键轴呈圆 柱形对称分布
键轴（internuclear axis）
轨道的重叠部分垂直于键 轴并呈镜面反对称分布
2019/10/17 25
键的极性
(Polarity of bond)
电负性
分子的空间构型
极性共价键
(Polar covalent bond)
非极性共价键
(nonpolar covalent bond)
2019/10/17 27
e- poor e- rich
d+ d-
9 分子结构 PPT课件
. .. .O. O.
54
分 子 轨 道 能 级 示 意 图
55
同核双原子分子轨道能级
(2) 2s、2P能量相差较小(＜1500KJ·mol-1)， 如 Li2、Be2、B2、C2、N2分子
[(σ1s) (σ*1s) (σ2s) (σ*2s) (π2py)(π2pz) (σ2px) (π*2py) (π*2pz) (σ*2px) ]
c. 双键或三键按生成单键考虑。 斥力大小为：三键＞双键＞单键
34
判断分子(ABn型)的空间构型的步骤
1、确定中心原子价层电子对数
价层电子对数＝(A的价电子＋B的成键电子±离子 的电荷数) /2
规定：A＝ ⅥA、ⅦA，价电子分别为6、7； B＝ X、H，成键电子为1； B＝ ⅥA，成键电子为0。
2、确定价层电子对的空间构型； 3、确定分子的空间构型。
H2分子形成的能量曲线
1927年Heitler和 London(德)利用 量子力学处理氢 分子结构，使共 价键的本质获得 了初步说明。 Pauling等人在此 基础上提出了价 键理论(VB)。
9
2、价键理论的理论要点
(1) 自旋相反的未成对电子的原子相互接近 时，可形成稳定的共价键。
(2) 共价键的数目取决于原子中未成对电子 的数目。——饱和性
(1) 同核双原子分子，且2s、2p能量相 差较大(＞1500KJ·mol-1)
(2) 同核双原子分子，且2s、2P能量相 差较小(＜1500KJ·mol-1)
(3) 异核双原子分子
51
分 子 轨 道 能 级 示 意 图
52
同核双原子分子轨道能级
(1) 2s、2p能量相差较大(＞1500KJ·mol-1)， 如 O2，F2分子
无机化学分子结构课件
分析酸碱分子的结构特点，讨论结构与酸碱强度 之间的关系。
3
酸碱反应机理
详细介绍酸碱中和反应的机理，包括质子的转移 和电子的重新排布等。
氧化还原反应与分子结构关系
氧化还原反应基本概念
解释氧化数、氧化态、氧化还原电对等基本概 念。
氧化还原反应与分子结构
探讨分子结构对氧化还原反应活性和选择性的 影响。
氧化还原反应机理
离子晶体的结构类型
包括简单离子晶体（如NaCl）、复杂离子晶体（如CsCl、CaF2） 等。
金属晶体结构
金属键的形成
自由电子与金属离子间的相互作用形成金属键，构成金属晶体。
金属晶体的特性
良好的导电性、导热性、延展性和塑性。
金属晶体的结构类型
包括简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积等。
共价晶体结构
分子构型
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，呈正四面体构 型。
键合方式
甲烷分子中，碳原子与氢原子之间通过共价键连接。
物理性质
甲烷在常温下为无色、无味的气体，难溶于水。
化学性质
甲烷是一种稳定的烷烃，不易发生化学反应。但在特定条 件下，如高温或催化剂作用下，可以发生裂解反应生成碳 和氢气。
氯化氢分子结构及其性质
疏水相互作用和π-π堆积作用
疏水相互作用的定义
疏水相互作用是非极性分子之间 的一种相互吸引力，它是由于非 极性分子在水中相互聚集以降低 体系能量的结果。
π-π堆积作用的定义
π-π堆积作用是芳香环之间的一 种相互吸引力，它是由于芳香环 中π电子的离域作用而产生的。
疏水相互作用和π-π 堆积作用的影响
分子构型
氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成， 呈三角锥形构型。
3
酸碱反应机理
详细介绍酸碱中和反应的机理，包括质子的转移 和电子的重新排布等。
氧化还原反应与分子结构关系
氧化还原反应基本概念
解释氧化数、氧化态、氧化还原电对等基本概 念。
氧化还原反应与分子结构
探讨分子结构对氧化还原反应活性和选择性的 影响。
氧化还原反应机理
离子晶体的结构类型
包括简单离子晶体（如NaCl）、复杂离子晶体（如CsCl、CaF2） 等。
金属晶体结构
金属键的形成
自由电子与金属离子间的相互作用形成金属键，构成金属晶体。
金属晶体的特性
良好的导电性、导热性、延展性和塑性。
金属晶体的结构类型
包括简单立方堆积、体心立方堆积、面心立方堆积等。
共价晶体结构
分子构型
甲烷分子由一个碳原子和四个氢原子组成，呈正四面体构 型。
键合方式
甲烷分子中，碳原子与氢原子之间通过共价键连接。
物理性质
甲烷在常温下为无色、无味的气体，难溶于水。
化学性质
甲烷是一种稳定的烷烃，不易发生化学反应。但在特定条 件下，如高温或催化剂作用下，可以发生裂解反应生成碳 和氢气。
氯化氢分子结构及其性质
疏水相互作用和π-π堆积作用
疏水相互作用的定义
疏水相互作用是非极性分子之间 的一种相互吸引力，它是由于非 极性分子在水中相互聚集以降低 体系能量的结果。
π-π堆积作用的定义
π-π堆积作用是芳香环之间的一 种相互吸引力，它是由于芳香环 中π电子的离域作用而产生的。
疏水相互作用和π-π 堆积作用的影响
分子构型
氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成， 呈三角锥形构型。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2、写出分子中每个原子的元素符号，并且用 短线（－），代表一对电子，将原子连接起 来；
-
7
1.2 Lewis结构式的画法
3、对除中心原子外的所有原子，加（• ） 到原子周围，每个（• ）代表一个电子， 使它满足八隅律的要求（另外注意，氢原 子只需要两个电子）。
4、把剩余的电子分配到中心原子上。
-
8
-
32
3.2 常见的杂化类型
sp
-
33
3.2 常见的杂化类型
sp2
BCl3
-
34
3.2 常见的杂化类型
sp2
-
35
3.2 常见的杂化类型
sp3
CH4
-
36
3.2 常见的杂化类型
sp3
-
37
3.2 常见的杂化类型
sp3d
PCl5
-
38
3.2 常见的杂化类型
sp3d2
SF6
-
39
3.3 不等性杂化
价分子；
➢ 每一个共价分子都有一个稳定的Lewis结构式。
-
3
1.1 Lewis结构式
八
稀有气体最外层电子构型（8e－）
隅 律
是一种稳定构型，其他原子倾向于共
规 用电子而使它们的最外层转化为稀有
则
气体的8电子稳定构型。
-
4
-
5
-
6
1.2 Lewis结构式的画法
1、计算所有原子的价电子总数，对离子分别 加、减离子电荷数；
-
10
例2. CO2
1、价电子总数：16 2、将原子间用短线连接起来： 3、将剩余的价电子优先加（• ）到两端的 O原子上，使其满足八隅律的要求。
-
11
例2. CO2
4、价电子已全部用完
5、中心C原子不满足八隅律要求，将两端氧 原子上的各一对电子擦去，将其作为共用电 子对用－插入到氧与碳原子之间。
-
47
4.4 各种分子类型的空间构型
-
48
各种分子类型的空间构型
(1) 不同键型间的排斥力大小：三键—三键 > 三键—双 键 > 双键— 双键 > 双键—单键 > 单键—单键； (2) 孤电子对(lp)比成键电子对(bp)肥大，所以电子对 间排斥力： lp-lp >> lp-bp > bp-bp； (3) 电负性高的配体，吸引价电子能力强，价电子离中 心原子较远，占据空间角度相对较小。
-
20
2.3 共价键的类型 σ键
-
21
2.3 共价键的类型 σ键
-
22
2.3 共价键的类型
π键 原子轨道以“肩并肩”方式重叠，
重叠部分对于通过键轴的一个平面呈镜 面反对称性，轨道重叠程度相对较小， 稳定性较低，是化学反应的积极参与者。
-
23
2.3 共价键的类型 π键
-
24
2.3 共价键的类型 π键
1.2 Lewis结构式的画法
5、检查每个原子周围是否均有八个电子，如 果中心原子周围达不到八电子，尝试擦去与中 心原子相连原子的一对电子，将其作为电子对 （－），插入中心原子与其之间。直到所有原 子满足八隅律。
-
9
例1. CH4
1、价电子总数：8 2、将原子间用短线连接起来：
3、价电子全部用完，经检查，各原子均满足 八隅律要求，上式即为CH4的Lewis结构式。
-
29
3.1 杂化轨道理论基本要点
4、杂化后轨道在空间的分布使电子云更加集 中，在与其他原子成键时重叠程度更大、成键 能力更强，形成的分子更加稳定；
5、杂化轨道在空间的伸展满足相互间的排斥 力最小，使形成的分子轨道能量更低。
-
30
3.2 常见的杂化类型
sp
BeF2
-
31
3.2 常见的杂化类型
sp
尽可能采取一种完全对称的空间排布，使
相互间的距离保持最远，排斥力最小。
-
44
4.1 常见的价层电子对
孤对 电子
单键
双键
叁键
-
45
4.2 各价层电子对空间构型
-
46
4.3 分子几何构型的判断方法
确定中心原子的价电子对数：
中心原子的价电子数+配体提供的电子数
中心原子的价电子对数=
2
(a) H、卤素作为配体只提供1个电子； (b)氧族元素作为配体不提供电子，作为中心原子提供6个电子； (c) 对于离子，应加上或减去离子所带电荷数；
-
12
1.3 Lewis理论的缺陷
1、未能揭示共价键的本质。 2、八隅律规则不适合某些分子。如：BF3，SF6。
3 、 难 以 解 释 某 些 分 子 的 特 性 。 如 ： SO2 ， NO。
-
13
1.4 Lewis共振式-源自14二、价键理论1927 年 德 国 化 学 家 Heitler 和 London 首 先把量子力学应用到分子结构中，后来 Pauling等人又加以发展，建立了现代价键 理论，简称VB理论（又称电子配对理论）
H2O中O原子的sp3杂化
-
40
3.3 不等性杂化
H2O中O原子的sp3杂化
-
41
3.4 乙烯成键情况讨论
-
42
3.4 乙炔成键情况讨论
-
43
四、价层电子对互斥理论（VSEPR）
1940年斯治维克(Sidgwick)在总结了大
量已知共价分子构型的基础上提出来的。
其中心思想是：共价分子中各价层电子对
-
25
2.3 共价键的类型
δ键
原子轨道以“面并面”方式重叠
-
26
2.4 价键法的缺陷
价键理论虽然解释了许多分子（特别是
双原子分子）的形成，但对于一些多原子
分子的空间结构和性能却难以说明。
如：CH4分子的正四面体构型，价键理论 就无法解释。
-
27
三、杂化轨道理论
在形成分子时，同一原子中不同类型、
能量相近的原子轨道混合起来，重新分配
能量和空间伸展方向，组成一组新的轨道
的过程称为杂化，新形成的轨道称为杂化
轨道。
-
28
3.1 杂化轨道理论基本要点
1、孤立原子的轨道不发生杂化，只有在形成 分子时轨道的杂化才是可能的；
2、原子中不同类型的原子轨道只有能量相近 的才能杂化；
3、杂化前后轨道的数目不变；
-
15
2.1 共价键的本质
-
16
2.1 共价键的本质
-
17
2.1 共价键的本质
原子相互接近时轨道重叠，原子 间通过共用自旋相反的电子对使能量 降低而成键。
-
18
2.2 共价键的特点
1、饱和性 2、方向性
-
19
2.3 共价键的类型 σ键 原子轨道以“头碰头”方式重叠，
重叠部分沿键轴成圆柱形对称，轨道 重叠程度大，稳定性高。
第十五讲 分子结构
-
1
内容提要
➢ Lewis理论 ➢ 价键理论 ➢ 杂化轨道理论 ➢ 价层电子对互斥理论 ➢ 分子轨道理论 ➢ 离域大Π键 ➢ 分子间作用力和氢键
-
2
一、Lewis理论
➢ 分子中每个原子均应具有稳定的稀有气体原子
理 的外层电子构型； 论 ➢ 分子中原子间通过共用一对或多对电子形成化 要 点 学键，这种化学键称为共价键，形成的分子为共
-
7
1.2 Lewis结构式的画法
3、对除中心原子外的所有原子，加（• ） 到原子周围，每个（• ）代表一个电子， 使它满足八隅律的要求（另外注意，氢原 子只需要两个电子）。
4、把剩余的电子分配到中心原子上。
-
8
-
32
3.2 常见的杂化类型
sp
-
33
3.2 常见的杂化类型
sp2
BCl3
-
34
3.2 常见的杂化类型
sp2
-
35
3.2 常见的杂化类型
sp3
CH4
-
36
3.2 常见的杂化类型
sp3
-
37
3.2 常见的杂化类型
sp3d
PCl5
-
38
3.2 常见的杂化类型
sp3d2
SF6
-
39
3.3 不等性杂化
价分子；
➢ 每一个共价分子都有一个稳定的Lewis结构式。
-
3
1.1 Lewis结构式
八
稀有气体最外层电子构型（8e－）
隅 律
是一种稳定构型，其他原子倾向于共
规 用电子而使它们的最外层转化为稀有
则
气体的8电子稳定构型。
-
4
-
5
-
6
1.2 Lewis结构式的画法
1、计算所有原子的价电子总数，对离子分别 加、减离子电荷数；
-
10
例2. CO2
1、价电子总数：16 2、将原子间用短线连接起来： 3、将剩余的价电子优先加（• ）到两端的 O原子上，使其满足八隅律的要求。
-
11
例2. CO2
4、价电子已全部用完
5、中心C原子不满足八隅律要求，将两端氧 原子上的各一对电子擦去，将其作为共用电 子对用－插入到氧与碳原子之间。
-
47
4.4 各种分子类型的空间构型
-
48
各种分子类型的空间构型
(1) 不同键型间的排斥力大小：三键—三键 > 三键—双 键 > 双键— 双键 > 双键—单键 > 单键—单键； (2) 孤电子对(lp)比成键电子对(bp)肥大，所以电子对 间排斥力： lp-lp >> lp-bp > bp-bp； (3) 电负性高的配体，吸引价电子能力强，价电子离中 心原子较远，占据空间角度相对较小。
-
20
2.3 共价键的类型 σ键
-
21
2.3 共价键的类型 σ键
-
22
2.3 共价键的类型
π键 原子轨道以“肩并肩”方式重叠，
重叠部分对于通过键轴的一个平面呈镜 面反对称性，轨道重叠程度相对较小， 稳定性较低，是化学反应的积极参与者。
-
23
2.3 共价键的类型 π键
-
24
2.3 共价键的类型 π键
1.2 Lewis结构式的画法
5、检查每个原子周围是否均有八个电子，如 果中心原子周围达不到八电子，尝试擦去与中 心原子相连原子的一对电子，将其作为电子对 （－），插入中心原子与其之间。直到所有原 子满足八隅律。
-
9
例1. CH4
1、价电子总数：8 2、将原子间用短线连接起来：
3、价电子全部用完，经检查，各原子均满足 八隅律要求，上式即为CH4的Lewis结构式。
-
29
3.1 杂化轨道理论基本要点
4、杂化后轨道在空间的分布使电子云更加集 中，在与其他原子成键时重叠程度更大、成键 能力更强，形成的分子更加稳定；
5、杂化轨道在空间的伸展满足相互间的排斥 力最小，使形成的分子轨道能量更低。
-
30
3.2 常见的杂化类型
sp
BeF2
-
31
3.2 常见的杂化类型
sp
尽可能采取一种完全对称的空间排布，使
相互间的距离保持最远，排斥力最小。
-
44
4.1 常见的价层电子对
孤对 电子
单键
双键
叁键
-
45
4.2 各价层电子对空间构型
-
46
4.3 分子几何构型的判断方法
确定中心原子的价电子对数：
中心原子的价电子数+配体提供的电子数
中心原子的价电子对数=
2
(a) H、卤素作为配体只提供1个电子； (b)氧族元素作为配体不提供电子，作为中心原子提供6个电子； (c) 对于离子，应加上或减去离子所带电荷数；
-
12
1.3 Lewis理论的缺陷
1、未能揭示共价键的本质。 2、八隅律规则不适合某些分子。如：BF3，SF6。
3 、 难 以 解 释 某 些 分 子 的 特 性 。 如 ： SO2 ， NO。
-
13
1.4 Lewis共振式-源自14二、价键理论1927 年 德 国 化 学 家 Heitler 和 London 首 先把量子力学应用到分子结构中，后来 Pauling等人又加以发展，建立了现代价键 理论，简称VB理论（又称电子配对理论）
H2O中O原子的sp3杂化
-
40
3.3 不等性杂化
H2O中O原子的sp3杂化
-
41
3.4 乙烯成键情况讨论
-
42
3.4 乙炔成键情况讨论
-
43
四、价层电子对互斥理论（VSEPR）
1940年斯治维克(Sidgwick)在总结了大
量已知共价分子构型的基础上提出来的。
其中心思想是：共价分子中各价层电子对
-
25
2.3 共价键的类型
δ键
原子轨道以“面并面”方式重叠
-
26
2.4 价键法的缺陷
价键理论虽然解释了许多分子（特别是
双原子分子）的形成，但对于一些多原子
分子的空间结构和性能却难以说明。
如：CH4分子的正四面体构型，价键理论 就无法解释。
-
27
三、杂化轨道理论
在形成分子时，同一原子中不同类型、
能量相近的原子轨道混合起来，重新分配
能量和空间伸展方向，组成一组新的轨道
的过程称为杂化，新形成的轨道称为杂化
轨道。
-
28
3.1 杂化轨道理论基本要点
1、孤立原子的轨道不发生杂化，只有在形成 分子时轨道的杂化才是可能的；
2、原子中不同类型的原子轨道只有能量相近 的才能杂化；
3、杂化前后轨道的数目不变；
-
15
2.1 共价键的本质
-
16
2.1 共价键的本质
-
17
2.1 共价键的本质
原子相互接近时轨道重叠，原子 间通过共用自旋相反的电子对使能量 降低而成键。
-
18
2.2 共价键的特点
1、饱和性 2、方向性
-
19
2.3 共价键的类型 σ键 原子轨道以“头碰头”方式重叠，
重叠部分沿键轴成圆柱形对称，轨道 重叠程度大，稳定性高。
第十五讲 分子结构
-
1
内容提要
➢ Lewis理论 ➢ 价键理论 ➢ 杂化轨道理论 ➢ 价层电子对互斥理论 ➢ 分子轨道理论 ➢ 离域大Π键 ➢ 分子间作用力和氢键
-
2
一、Lewis理论
➢ 分子中每个原子均应具有稳定的稀有气体原子
理 的外层电子构型； 论 ➢ 分子中原子间通过共用一对或多对电子形成化 要 点 学键，这种化学键称为共价键，形成的分子为共