结构化学 第一章 导论.ppt

苏成勇 中山大学 苏成勇 中山大学 结构化学基础 基于杯芳烃的荧光传感器 功能性树枝状大分子 结构化学 任务 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 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 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 　 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 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 Chemical crystallography  – single crystal analysis Chemical crystallography  – single crystal analysis Chemical crystallography – powder analysis Chemical crystallography – powder analysis Assembly of Coordination Nanotube [Hg4Cl8(bbimms)4](DMSO)2 --- Nanotube Nanocage 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 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？ 教 学 安 排 42学时，2学分。 评定成绩办法 : 总评成绩 = 期中考×35% + 期末考×45% + 平时成绩×20% 讲授办法：授课 + 实习 + 自学（小结） 考试方式： 闭卷，课程小结。 教材和参考书目 周公度、段连运：《结构化学基础》，北京大学出版社，2008年，第四版。 徐光宪、王祥云：《物质结构》，高等教育出版社，1987年，第二版。 潘道皑、赵成大和郑载兴：《物质结构》，高等教育出版社，1989年，第二版． 倪行: 《物质结构学习指导》，科学出版社， 1999年。 封继康，《基础量子化学原理》，高等教育出版社，1987年。 周公度，《晶体结构测定》，科教出版社，1981年。 江元生，《结构化学》，高等教育出版社，1997年。 第一章 量子化学基础知识 黑体辐射 黑体是一种能全部吸收照射到它上面的各种波长辐射的物体。带有一微孔的空心金属球，非常接近于黑体，进入金属球小孔的辐射，经过多次吸收、反射、使射入的辐射实际上全部被吸收。当空腔受热时，空腔壁会发出辐射，极小部分通过小孔逸出。 黑体是理想的吸收体，也是理想的发射体。当把几种物体加热到同一温度，黑体放出的能量最多(IR -- UV各种波长的光)。且对于不同温度的曲线，随温度增加，Ev增大，且其极大值向高频移动。 经典解释： R