醫(yī)用有機(jī)化學(xué)ppt

1、關(guān)于醫(yī)用有機(jī)化學(xué)ppt第一張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1.氫原子光譜 （1）實(shí)驗(yàn)事實(shí)：當(dāng)極少量的高純氫氣在高真空玻璃管中，加入高電壓使之放電，管中發(fā)出光束，使這種光經(jīng)過分光作用。在可見光區(qū)得到四條顏色不用的譜線，如下圖所示，這種光譜叫做不連續(xù)光譜或線狀光譜。所有的原子光譜都是線性光譜。 第二張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第三張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1.氫原子光譜 （2）實(shí)驗(yàn)總結(jié)： 1885年，瑞士一位中學(xué)物理教師J.J.Balmar(巴爾多)指出，上述譜線的頻率符合下列公式： =3.2891015( )s-1由此公式可算出：當(dāng)n3時(shí)，是H的頻率當(dāng)n4

2、時(shí)，是H的頻率當(dāng)n5時(shí)，是H的頻率當(dāng)n6時(shí)，是H的頻率 第四張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.Bohr理論： 1913年，丹麥物理學(xué)家N.Bohr首次認(rèn)識(shí)到氫原子光譜與結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系，并提出了氫原子結(jié)構(gòu)模型。并用經(jīng)典的牛頓 力學(xué)推導(dǎo)了結(jié)論第五張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)Bohr的原子結(jié)構(gòu)理論的三點(diǎn)假設(shè) :原子核外的電子只能在有確定的半徑和能量的軌道上運(yùn)動(dòng)。 電子在這些軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)并不輻射能量。 在正常情況下，原子中的電子盡可能處在離核最近的軌道上。這時(shí)原子的能量最低，即原子處于基態(tài)。當(dāng)原子受到輻射，加熱或通電時(shí)獲得能量后電子可能躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道上去。即電

3、子被激發(fā)到高能量的軌道上，這時(shí)原子處于激發(fā)態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的電子不穩(wěn)定，可以躍遷到離核較近的軌道上，同時(shí)釋放出光能。 光的頻率式中：E1離核較近的軌道的能量 E2離核較遠(yuǎn)的軌道的能量 2.Bohr理論： 第六張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月軌道基態(tài)、激發(fā)態(tài)引入量子數(shù)n，1、2、3第七張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月Bohr在其三點(diǎn)假設(shè)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用牛頓力學(xué)定律推算出下列關(guān)系式： r=a0n2 E= KJ.mol1 =3.291015( )s-1 (n1n2)式中：r氫原子軌道的半徑，a00.053納米（玻爾半徑） E氫原子軌道的能量 氫原子中電子由高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時(shí)輻射光的

4、平率 n正整數(shù)（自然數(shù)，量子數(shù)）。 2.Bohr理論： 第八張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)3.291015( )s-1 在可見光區(qū)： 當(dāng)n12, n23 為H譜線的頻率 n24 為H譜線的頻率 n25 為H譜線的頻率 n26 為H譜線的頻率 在紅外光區(qū)： 當(dāng)n13,n24，5，6，7有一組譜線 在紫外光區(qū)： 當(dāng)n13, n22，3，4，5也有一組譜線 2.Bohr理論： 第九張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）玻爾理論的貢獻(xiàn)和局域性：貢獻(xiàn)：成功的解釋了氫原子光譜。提出了主量子數(shù)n和能級(jí)的重要概念，為近代原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展作出一定的貢獻(xiàn)。 局限性： 不能說明多電子原子光譜

5、和氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)； 不能說明化學(xué)鍵的本質(zhì)。 2.Bohr理論： 第十張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月產(chǎn)生局限性的原因：把宏觀的牛頓經(jīng)典力學(xué)用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，沒有認(rèn)識(shí)到電子等微觀粒子的運(yùn)動(dòng)必須遵循特有的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特征，即能量量子化.微觀波粒二象性規(guī)律。2.Bohr理論： 第十一張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）光的波動(dòng)性：1）光的干涉：指同樣波長的光束在傳播時(shí)，光波相互重疊而形成明暗相間的條紋的現(xiàn)象。 1.光的波粒二象性：第十二張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月 （1）光的波動(dòng)性：（2）光的衍射：如右圖所示，如果光是直線傳播的，則只能如紅線所示；而光的傳播

6、如黑線所示。因此說明光能繞過障礙物彎曲傳播，即光能衍射。而光的干涉和衍射實(shí)波動(dòng)才有的現(xiàn)象，即光具有波動(dòng)性。 1.光的波粒二象性：第十三張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）光的粒子性： 1905年，AAinstein（愛因斯坦）應(yīng)用Planck量子論成功解釋了光電效應(yīng)，并提出了光子學(xué)說。他認(rèn)為光是具有粒子特征的光子所組成，每一個(gè)電子的能量與光的頻率成正比，即光子的能量Eho由此可見具有特定頻率的光的能量只能是光子能量E的整數(shù)倍nE（n為自然數(shù)）。而不能是1.1E，1.2E,2.3E。這就是說，光的能量是量子化的。1.光的波粒二象性：第十四張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（3

7、）光的波粒二象性：由實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，光的動(dòng)量P與其波長成反比。即P （hPlanck常數(shù)：6.6261024J.s）此式表明了光具有波粒二象性。 1.光的波粒二象性：第十五張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（1） LDe Broglie(德布羅衣)預(yù)言：對(duì)于電子這樣的實(shí)物粒子，其粒子性早在發(fā)現(xiàn)電子時(shí)就已得到人們的公認(rèn)，但電子的波動(dòng)性就不容易被發(fā)現(xiàn)。經(jīng)過人們長期的研究和受到波力二象性的啟發(fā)。1924年，法國物理學(xué)家LDe Broglie認(rèn)為：既然關(guān)具有波力二象性，則電子等微觀粒子也可有波動(dòng)性，并指出，具有質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)速率為v的粒子，相應(yīng)的波長為： 即 這個(gè)關(guān)系式把電子等微觀粒子的波動(dòng)性和粒

8、子性的定量地聯(lián)系起來。表明：粒子的動(dòng)量越大，其波長越短。 2.電子的波粒二象性： 第十六張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）電子衍射實(shí)驗(yàn)：1927年，Davisson和Germer應(yīng)用Ni晶體進(jìn)行的電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電子具有波動(dòng)性。將一束電子流經(jīng)過一定的電壓加速后通過金屬單晶，象單色光通過小圓孔一樣發(fā)生衍射現(xiàn)象，在感光底片上，得到一系列明暗相同的衍射環(huán)紋（如右圖所示）。 2.電子的波粒二象性： 第十七張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）電子衍射實(shí)驗(yàn)：根據(jù)電子衍射圖計(jì)算得到的電子射線的波長與德布羅衣關(guān)系式預(yù)期的波長一致。這就證實(shí)了電子等微觀粒子具有波粒二象性。 對(duì)于宏觀物

9、體，也可根據(jù)德布羅衣關(guān)系式計(jì)算其波長，只不過計(jì)算出的波長極斷，根本無法測(cè)量。故其主要表現(xiàn)粒子性，服從牛頓靜電力學(xué)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 2.電子的波粒二象性：第十八張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）物質(zhì)波的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律： 在電子衍射實(shí)驗(yàn)中，若以極弱的電子束通過金屬箔進(jìn)行衍射，則電子幾乎是一個(gè)一地通過金屬箔。若實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短，則在照相底片上出現(xiàn)若干似乎不規(guī)則分布的感光點(diǎn)，表明電子顯粒子性。只有實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長，底片上才形成衍射環(huán)紋，顯示出波動(dòng)性。 在衍射實(shí)驗(yàn)中，就一個(gè)電子來說，不能確定它究竟會(huì)落在哪一點(diǎn)上（測(cè)不準(zhǔn)原理），但若重復(fù)進(jìn)行多次相同的實(shí)驗(yàn)，就能顯示出電子在空間位置上出現(xiàn)具有衍射環(huán)紋的規(guī)律。這

10、就是說，電子的波動(dòng)性是電子無數(shù)次行為的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 2.電子的波粒二象性：第十九張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）物質(zhì)波的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律： 在衍射圖系中，衍射強(qiáng)度大的地方表示電子在該處出現(xiàn)的次數(shù)多，即電子出現(xiàn)的幾率較大。反之則電子出現(xiàn)的的幾率較小。衍射強(qiáng)度是物資波強(qiáng)度的一種反映，在空間任一點(diǎn)物質(zhì)波的強(qiáng)度與微觀粒子出現(xiàn)的幾率密度（單位體積的幾率）成正比。因此，電子的物質(zhì)波是具有統(tǒng)計(jì)性的幾率波。 2.電子的波粒二象性：第二十張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月由于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)具有波粒二象性，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律須用量子力學(xué)來描述，它的基本方程是Schrodinger方程，是一個(gè)偏微分方程第二

11、十一張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月式中： 波函數(shù)（是空間坐標(biāo)的一種函數(shù)式） E總能量（動(dòng)能勢(shì)能）（氫原子總能量） V勢(shì)能（原子核對(duì)電子吸引能V ；Z核電荷數(shù)，e電子電荷，r電子離核距離） m微觀粒子質(zhì)量（電子質(zhì)量） h Planck常數(shù)第二十二張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.量子數(shù)： （1）四個(gè)量子數(shù)的取值：Schodinger方程是一個(gè)二階偏微分方程，可以有無窮多的解 。需要引進(jìn)三個(gè)參量（量子數(shù)），才能解出確定的有意義的解（E和 ）。這三個(gè)量子數(shù)及其取值分別是：主量子數(shù)n1，2，3，4（任意正整數(shù)）角（副）量子數(shù)l =0，1，2(n-1)磁量子數(shù) m0，1， 2 l

12、自旋量子數(shù)ms第二十三張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.量子數(shù)： （2）四個(gè)量子數(shù)的意義：n確定電子離核的遠(yuǎn)近和原子軌道的解決。n越大，電子離核越遠(yuǎn)，原子軌道離核能級(jí)越高。 l 反映原子軌道的形狀和電子亞層的能級(jí)：如：l =0, s軌道 如：EnsEnpEndEnf l =1, p軌道 l =2, d軌道 l =3, f軌道 第二十四張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.量子數(shù)： m基本反映原子軌道的空間取向;如2pz： p軌道啞鈴型在z軸上。 ms 表示電子自旋的兩種方向（狀態(tài)），通常用“”表示，如“”或“”表示自旋平行；“”表示自旋反平行。 總之，電子在核外的運(yùn)動(dòng)，可以

13、用四個(gè)量子數(shù)來確實(shí)。 第二十五張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.量子數(shù)： （2）四個(gè)量子數(shù)的意義：n確定電子離核的遠(yuǎn)近和原子軌道（ ）的解決。n越大，電子離核越遠(yuǎn)，原子軌道離核能級(jí)越高。 L反映原子軌道（ ）的形狀和電子亞層的能級(jí)：如：l=0, s軌道 如：EnsEnpEnd90；界面外電子出現(xiàn)的幾率10（可忽略不計(jì)）。 第四十九張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.電子云徑向分布圖 (2)徑向分布函數(shù)圖： 1)徑向分布函數(shù)： 幾率幾率密度體積對(duì)1s電子，在離核距離為r，厚度為dr的薄球殼內(nèi)出現(xiàn)的幾率 dV，而球面的面積A4r2，則球殼的體積dV4r2dr，如右圖所示。所以

14、電子在球殼內(nèi)出現(xiàn)的幾率 .4r2dr 令D（r）4r2 ，則D（r）叫做電子云的徑向分布函數(shù)，它是r的函數(shù)。它表示電子在核外空間出現(xiàn)的幾率隨r的變化情況。 第五十張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.電子云徑向分布圖 (2)徑向分布函數(shù)圖： 2)徑向分布函數(shù)圖： 以D（r）r作圖，如下圖所示： 第五十一張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.電子云徑向分布圖 (2)徑向分布函數(shù)圖： 2)徑向分布函數(shù)圖：由圖中可見： 隨n增大，電子離核平均距離增大，如1s2s3s, 2p3p4p 當(dāng)n相同而l不同時(shí)，電子離核平均距離較接近，如3s,3p,3d相差不多。 所以，通常把n相同的原子軌道

15、合并一個(gè)電子層，把n、L都相同的原子軌道合并為一個(gè)電子亞層。 第五十二張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十三張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月多電子原子結(jié)構(gòu) 多電子原子軌道的能級(jí) 多電子原子核外電子排布和周期系 第五十四張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月多電子原子軌道的能級(jí):在已發(fā)現(xiàn)的109種元素中，H原子（類氫原子）核外只有一個(gè)電子，只存在電子與原子核的作用，可以解Schodinger方程得到精確解。除此之外的其他原子，均是多電子原子。不僅存在電子與核的作用，且存在電子之間的相互作用，難以用Schodinger方程得到精確解。只能用光譜實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過理論分析得到

16、。 第五十五張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1.屏蔽效應(yīng)以He原子為例：He原子核外有2個(gè)電子，因此，He原子中存在：核外電子的作用；電子與電子之間的作用，情況比H原子復(fù)雜的許多。Slater屏蔽模型把電子2對(duì)電子1的作用，看做電子2抵清了一部分核電荷對(duì)電子1的作用，即電子2對(duì)電子1有屏蔽作用（同樣地電子1對(duì)電子2也有屏蔽作用），這樣，實(shí)際作用于電子1（或電子2）地核電荷叫做有效核電荷（Z*），因此，多電子原子軌道的能級(jí)為第五十六張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.Pauling近似能級(jí)圖 LPauling（貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者）根據(jù)光譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論計(jì)算結(jié)果，總結(jié)出多電子原子

17、的近似能級(jí)圖: 近似能級(jí)組周期7s,5f,6d,7p76s,4f,5d,6p65s,4d,5p54s,3d,4p43s,3p32s,2p21s1第五十七張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.Pauling近似能級(jí)圖 由圖可見： l相同時(shí)，能級(jí)高低由n決定:如E1sE22sE3s E2pE3pE4p E3dE4dE5d n相同，l不同時(shí)，隨l增大，E增大:如： EnsEnpEnpEnf. n和l均不同時(shí)，出現(xiàn)能級(jí)交錯(cuò)：如：E4sE3dE4p 第五十八張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1.核外電子排布的三原則 能量最低原理：電子在原子軌道上的分布，要盡可能使整個(gè)原子系統(tǒng)的能量最低（

18、即電子將優(yōu)先占據(jù)能量最低的原子軌道，這樣的原子處于基態(tài)）。 Pauling不相容原理：同一原子中不能有四個(gè)量子數(shù)完全相同的兩個(gè)電子（每個(gè)原子軌道至多容納兩個(gè)自旋方式相反的電子）。 第五十九張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月1.核外電子排布的三原則 hund規(guī)則：在相同n和相同l的軌道上分布的電子，將盡可能分占m值不同的軌道，且自旋平行。如C原子：1s22s22p2: 而不是: 第六十張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月2.原子的核外電子分布式和外層電子分布式根據(jù)Pauling近似能級(jí)和電子分布三原則進(jìn)行分布： 如25Mn：電子分布式：1s22s22p63s23p63d54s2 外

19、層電子分布式：3d54s2 如82Pb:電子分布式：1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f14外層電子分布式：6s26p2 第六十一張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.離子的電子分布式與外層電子分布式（離子的電子構(gòu)型） 正離子：原子變成正離子時(shí)依次從最外層失去電子。 如Mn2：1s22s22p63s23p63d5 外層電子分布式：3s23p63d5 電子構(gòu)型：917電子構(gòu)型如19K：1s22s22p63s23p6(4s1) 外層電子分布式：3s23p6 電子構(gòu)型：8電子構(gòu)型 第六十二張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.離子的電子分布式與外層電子分布式

20、（離子的電子構(gòu)型） 正離子：原子變成正離子時(shí)依次從最外層失去電子。 Pb2+：1s22s22p63p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2 外層電子分布式：5s25p65d106s2 電子構(gòu)型：182電子構(gòu)型。 47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d10 外層電子分布式:4s24p64d10 電子構(gòu)型:18電子構(gòu)型 第六十三張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月3.離子的電子分布式與外層電子分布式（離子的電子構(gòu)型） 2)負(fù)離子： 如16s：1s22s22p63s23p4 s2：1s22s22p63s23p6 外層電子分布式：3s23p6

21、電子構(gòu)型：8電子構(gòu)型第六十四張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4.核外電子分布和周期系 原子核外電子分布的周期性是元素周期律的基礎(chǔ)。而元素周期表是周期律的表現(xiàn)形式。周期表有多種表現(xiàn)方式。周期表有多種形式?，F(xiàn)常用的是長式周期表。 第六十五張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4.核外電子分布和周期系 (1)元素周期系 1)元素周期表（長式）： 周期：周期號(hào)數(shù)元素的電子層數(shù) 族：主族和IB，B族：族號(hào)數(shù)最外層電子數(shù) BB族：族號(hào)數(shù)（n1）d電子數(shù)最外層電子數(shù) 族：（n1）d電子數(shù)ns電子數(shù)810 零族：最外層電子數(shù)8（He為2）第六十六張，PPT共七十四頁，創(chuàng)作于2022年6月4.核外電子分布和周期系 (1)元素周期系: 2)周期系分區(qū)： 區(qū)包含的族列層電子構(gòu)型sIAA ns12 pA A,0ns2np16 dB(除鑭系錒系) B, (n-1)d18ns2 (有例外)f鑭系,