结构化学名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件

结构化学电子教案—第七章第七章次级键和超分子结构第1页10/10/结构化学电子教案—第七章

次级键是除共价键、离子键和金属键以外，其它各种化学键总称。第2页10/10/结构化学电子教案—第七章

次级键包括分子间和分子内基团间相互作用、包括超分子、各种分子组合体和聚集体结构和性质、包括生命物质内部作用等等，内涵极为丰富。第3页10/10/结构化学电子教案—第七章一、键价和键强度早期键级和键长关系：n’为键级；dn为键长。第4页10/10/结构化学电子教案—第七章

键价理论认为：键长是化学键强弱一个量度，原子组成份子化学键，键长值小、键强度高、键价数值大；反之，键长值大、键强度低、键价数值小；第5页10/10/结构化学电子教案—第七章1）两原子间键长rij与键价Sij关系：或

式中R0和R(或R0和N)是和原子种类及价态相关经验常数第6页10/10/结构化学电子教案—第七章2）键价和规则：每个原子所连诸键键价之和等于该原子原子价。第7页10/10/结构化学电子教案—第七章二、氢键

X—H…Y用来表示氢键，其中X—Hσ键电子云偏向高电负性X原子，造成出现屏蔽小带正电性氢原子核，它强烈地被另一个高电负性Y原子所吸引。第8页10/10/结构化学电子教案—第七章第9页10/10/结构化学电子教案—第七章氢键一些特点：1）大多数氢键X—H…Y是不对称，H—X距离较近，H—Y距离较远；2）X—H…Y可认为直线形θ＝180°，能量上有利；也可为弯曲形，即θ<180°;第10页10/10/结构化学电子教案—第七章

3）X和Y间距离作为氢键键长，键长越短，氢键越强，H原子处于中心点时，是最强氢键；4）氢键实测键长要比氢键中共价键键长加范德华半径之和要短；第11页10/10/结构化学电子教案—第七章

5）氢键X—H…Y和Y—R键间形成角度α，通常为100°～140°之间；6）普通情况，氢键中H原子是二配位，有时有三、四配位；7）多数氢键，只有一个H原子是直接指向Y上孤对电子，但有例外。第12页10/10/结构化学电子教案—第七章非常规氢键

1）X—H…π（质子受体是π键和大π键）2）X—H…M（质子受体是富电子过渡金属）3）X—H…H—Y（二氢键）第13页10/10/结构化学电子教案—第七章冰和水中氢键：

水分子四面体四个顶点都可形成氢键，有11种晶型，常见是Ih型第14页10/10/第15页10/10/结构化学电子教案—第七章氢键和物质性能：

1）物质溶解性能；2）物质熔沸点和气化焓；3）粘度和表面张力；4）氢键在生命物质中作用；第16页10/10/结构化学电子教案—第七章三、非氢键型次级键：

除氢键和范德华力以外次级键，主要包含：非金属原子间次级键；金属原子与非金属原子间次级键；金属原子间次级键。第17页10/10/结构化学电子教案—第七章四、超分子结构化学

两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起，组装成复杂、有组织聚集体，并保持一定完整性，使其含有明确微观结构和宏观特征。

原子（共价键→）分子分子（分子间作用→）超分子第18页10/10/结构化学电子教案—第七章超分子稳定形成原因：1）能量降低原因；（静电、氢键、配位键、π…π堆叠诱导和疏水效应）2）熵增加原因；（螯合、大环合疏水空腔效应）3）锁和钥匙原理（主、客体配合）第19页10/10/锁和钥匙间每一局部是弱相互作用，但各个局部之间相互加和作用、协同作用形成强分子间作用力，形成稳定超分子。第20页10/10/冠醚和穴状配体识别和组装第21页10/10/第22页10/10/氢键识别和自组装a）DNADNA中碱基对就是依靠形成最多氢键、几何上匹配。在生命体系中是最主要一个氢键识别。DNA氢键识别和自组装是20世纪自然科学最伟大发觉之一。第23页10/10/配位键自组装第24页10/10/Zn-N配位键形成分子盒第25页10/10/Mo-C和Mo-N键组装成超分子第26页10/10/Mo-C和Mo-N键组装成超分子第27页10/10/疏水作用识别和组装：环糊精内壁为疏水性。当环糊精接上一个疏水基团（如Ph-C4H9）这个基团经过识别内壁疏水性，并自组装成长链。第28页10/10/晶体工程概念：许多晶体是完美超分子将超分子化学原理、方法以及控制分子间作用谋略于晶体，形成晶体工程。晶体工程是经过分子堆积，设计和制出奇特新奇、花样繁多、含有特定性质新晶体。特点：（a）研究晶态超分子（b）分子间相互作用可直接用X射线晶体学研究，结论明确、可靠。（c）设计方案既包含晶体中分子在空间排列，也能将强和弱相互作用结合考虑。（d）设计物种既包含单组分，也包含多组分体系。（e）在主宾络合物型式超分子中，主体孔穴可由几个分子组成。第29页10/10/结构化学电子教案—第七章热门领域：1）分子识别；2）超分子自组装；3）晶体工程；4）应用（有机合成相转移、同类有机化合物分离、分子开关、LB膜）第30页10/10/相转移KF不溶于有机溶剂，但溶于冠醚乙腈溶液，放出F－，使F－置换Cl－反应进行。第31页10/10/第32页10/10/2.分离：尿素分离正烷烃和异烷烃第33页10/10/3.合成：按冠醚和M+相互作用思绪，利用Na+,K+等促进多肽环化。试验结果提升环五肽和环七肽等产率。第34页10/10/展望：1、20世纪,人们经过量子化学和X射线晶体学深入地认识了分子和晶体结构，以及共价键、金属键和离子键本质。2、二十一世纪,要求人们深入地认识超分子结构，以及分子间相互作用本质。第35页10/10/结构化学电子教案—第七章本章结束第36页10/10/一、微观体系与宏观体系物质运动有何不一样？你能用新观点解释以下物理试验和事实吗？能量量子化（黑体辐射）、光子学说（光电效应）、波粒二象性和测不准关系。复习讨论题第37页10/10/复习讨论题二、量子力学对微观体系有哪些基本假设？你能举一个例子说明微观体系物质遵照运动规律。第38页10/10/三、波函数是描述核外电子运动状态数学函数式，你能从波函数作出哪些主要推论？复习讨论题第39页10/10/四、用量子力学方法处理原子体系，包含哪些内容和得到哪些结果？说明四个量子数物理意义和取值要求。复习讨论题第40页10/10/五、原子轨道有几个函数形式，区分在哪里？它们图形有几个类型？复习讨论题第41页10/10/六、怎样用中心力场模型、屏蔽效应和钻穿效应来了解多原子结构？怎样推导原子光谱基项和基态光谱支项？复习讨论题第42页10/10/七、双原子分子结构中，利用哪些基本原理、基本概念和相关知识？复习讨论题第43页10/10/八、分子轨道理论主要内容有哪些？不一样类型双原子分子能级是怎样确定？复习讨论题第44页10/10/九、分子对称性有哪些基本概念和相关知识？怎样判断常见分子点群？试举五个例子。复习讨论题第45页10/10/十、举例说明AB2、AB3、AB4、AB5、AB6类型分子可能几何构型和杂化轨道类型。复习讨论题第46页10/10/十一