分子模型实验部分参考答案：
1、 构成甲烷和二氯甲烷的球棒模型。它们有对称中心吗？有对称面吗？各有多少？
CH 4 无对称中心，有6个对称面
CH 2Cl 2 无对称中心，有2个对称面
2、 构成乙烷分子的两种构象：重叠式和交叉式，画出它们的纽曼投影式。 乙烷分子的交叉构象有对称中心吗？有对称面吗？如有，各有多少？ 乙烷分子的重叠构象有对称中心吗？有对称面吗？如有，各有多少？
乙烷分子的交叉构象 有1个对称中心，有3个对称面
乙烷分子的重叠构象 没有对称中心，有4个对称面
3、 构成正丁烷的构象。
首先使所有C-C 键都成重叠构象（C 2-C 3键为全重叠构象），沿C 2-C 3键轴观察：画出其纽曼投影式，此时分子有对称面或对称中心吗？如有，有几个？
再使所有C-C 键都成交叉式构象（C 2-C 3键为对位交叉构象）。沿C 2-C 3键轴观察：画出其纽曼投影式，此时分子有对称面或对称中心吗？如有，有几个？
比较这两种现象，哪一种更稳定？
重叠构象： 有2个对称面， 无对称中心
交叉构象： 有1个对称面， 1个对称中心
交叉构象较重叠构象稳定。
4、 构成环己烷分子的船式和椅式两种构象。
首先观察椅式环己烷：
a. 六个碳原子是否在同一平面上？ 不在。
b. 相邻碳原子之间的构象是交叉型还是重叠型？ 交叉型。
c. 画出它的立体透视图，标出哪些是平伏键（e 键），哪些是直立键（a 键）。
d. 将此椅式构象翻转为另一椅式构象，观察原来的e 键是否都变为a 键，原来的a 键是否变为e 键。
其次观察船式环己烷：
a. 画出其立体透视图，把碳环编号。
b. 分别指出相邻碳原子之间属什么构象。
船式和椅式两种构象，哪种稳定，为什么？
5、 构成1，2-二氯环己烷椅式构象。
a. 先使两个C-Cl 键都成e 键，此时分子是否有对称面？ 无。
b. 再把此种椅式翻转为另一椅式，此时C-Cl 键变为a 键，观察此分子有否对称面？并注意氯原子对于假想的分子平面的相对位置是否改变？ 不改变。
c. 再使两个C-Cl 键，一个为a 键，一个为e 键，此时分子是否有对称面？ 无。 顺式 反式
无对称面 无对称面
无对称中心 无对称中心
无手性 有手性
6、 构成乳酸分子的对映体分子模型，两模型能重合吗？ 不能。
调换任一模型两基团的位置，所得的两模型能重合吗？ 能。
它们是否具有对称因素？ 不具有。
7、 组成一对外消旋酒石酸及内消旋酒石酸的分子模型，表面看来有对映关系的两个内消旋酒石酸能否重合？分别写出它们的费歇尔投影式，用R 、S 构型标示法标明手性碳原子的构型；它们是否有对称中心？是否有对称面？有几个？
外消旋，内消旋
无对称面有1个对称面
无对称中心无对称中心
8．组成顺-2-丁烯和反-2-丁烯的分子模型，体会产生顺反异构现象的原因，它们是否有对称中心？是否有对称面？有几个？它们能否重合？并写出它们的投影式。
顺式反式
2个对称面1个对称面
无对称中心1个对称中心
第一章绪论 思考题 1. 举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平 X表示。均值，以DP表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以n 2. 举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。聚合物（polymer）可以看作是高分子（macromolecule）的同义词，也曾使用large or big molecule的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。低聚物的含义更广泛一些。 3. 写出聚氯乙烯、聚苯乙烯、涤纶、尼龙-66、聚丁二烯和天然橡胶的结构式（重复单元）。选择其常用分子量，计算聚合度。 聚合物结构式（重复单元） 聚氯乙烯-[-CH2CHCl-]- n 聚苯乙烯-[-CH2CH(C6H5)-]n 涤纶-[-OCH2CH2O?OCC6H4CO-]n 尼龙66（聚酰胺-66）-[-NH(CH2)6NH?CO(CH2)4CO-]n 聚丁二烯-[-CH2CH=CHCH2 -]n 天然橡胶-[CH2CH=C(CH3)CH2-]n 聚合物分子量/万结构单元分子 DP=n 特征 量/万
无机化学《分子结构》教案 [ 教学要求] 1 ．掌握离子键和共价键的基本特征和它们的区别。 2 ．掌握价键理论，杂化轨道理论。 3 ．掌握分子轨道理论的基本内容。 4 ．了解分子间作用力及氢键的性质和特点。 [ 教学重点] 1 ．VSEPR 2 ．VB 法 3 ．MO 法 [ 教学难点] MO 法 [ 教学时数] 8 学时 [ 主要内容] 1 ．离子键：离子键的形成、离子的特征（电荷，半径，构型） 2 ．共价键：价键理论－电子配对法（本质，要点，饱和性，方向性，类型σ 键、π 键）。 3 ．杂化轨道理论：杂化轨道理论的提出，杂化轨道理论的基本要点，杂化轨道的类型- sp 、spd 等各种类型及举例。 4 ．分子轨道理论：分子轨道理论的基本要点，分子轨道的能级图，实例- 同核：H2、He 、O2、F2、N2；异核：NO 、HF 。 5 ．共价键的属性：键长，键角，键能，键级。 6 ．分子间的作用力和氢键。 [ 教学内容] 2-1 化学键参数和分子的性质 分子结构的内容是：分子组成、分子空间结构和分子形成时的化学键键参数：用各种不同的化学量对化学键的各种属性的描述。 键能：在101.3KPa ，298K 下，断开1molAB 理想气体成 A 、B 时过程的热效应，称AB 的键能，即离解能。记为△H ° 298 （AB ） A ─ B (g) =A (g) +B (g) △H° 298 （AB ） 键能的一些说明： 对双原子分子，键能即为离解能，对多原子分子，键能有别于离解能。同种化学键可能因环境不同键能有很大差异。对同种化学键来说，离解产物的稳定性越高，键能越小。产物的稳定性可以从电荷的分散程度、结构的稳定性来判断。 键能越大键越稳定，对双原子分子来说分子就越稳定或化学惰性。 成键原子的半径越小，其键能越大，短周期中的元素的成键能力与其同族元素长周期的相比键能肯定要大得多。在同一周期中，从左到右原子半径减小，可以想见其成键能力应增大。但F-F 、O-O 、N-N 单键的键能反常地低，是因为其孤电子对的斥力引起。 一般单键键能不如双键键能，双键键能不如叁键键能。但双键和叁键的键能
“制作DNA分子双螺旋结构模型”教学设计 【活动目的与意义】 1制作模型的过程是一个知识内化的过程，通过亲手制作，可以促进学生对DNA分子“双螺旋结构”和“反向平行”特点的理解和认识。 2通过讨论、交流与撰写活动报告，培养学生观察问题、分析和归纳问题的能力以及语言表达和书面表达能力。 3通过制作DNA分子双螺旋结构模型，培养学生互助合作的精神和严谨的科学态度，并使他们在具体的制作过程中体验到成功的喜悦。 4通过分析DNA分子结构模型，将抽象知识形象化，有利于学生准确把握DNA分子结构的知识，为后续学习遗传部分的知识奠定良好的基础。 【活动程序】 1制定活动方案 1.1课前进行相应的知识储备 课前学生学习了DNA分子结构的基础知识，以及通过图书馆、网络等途径收集和掌握了一些有关DNA结构发现的科学史的材料，为课上进行相互讨论、交流与模型的顺利制作提供了必要的知识准备。
1.2活动材料用具的准备 硬塑料方框、不同颜色的硬纸板、金属细丝、订书机、订书钉、剪刀、粗铁丝。 1.3提供模型制作的参考数据 1.4设计活动方案流程 2实施活动方案 2.1分组并发放活动材料 每班分若干个小组，每小组4人。各组都配发硬塑料方框2个（5cm×10?M）、六种不同颜色的硬纸板各1张（20?M ×20?M）、细铁丝2根（长0.5m）、粗铁丝2根（长约10?M）订书机1个、订书钉若干、剪刀1把、活动报告（每人一份）。 2.2分组讨论制作模型的步骤和注意事项 在学生讨论之前，教师先展示预设的问题和制作模型的参考数据，为学生讨论模型的制作提供帮助。设计的问题如下： （1）分别用何材料表示磷酸基团、脱氧核糖、各种含氮碱基？这几种物质在什么部位相连接？ （2）如何表示磷酸二酯键、氢键以及氢键的数目？ （3）如何体现DNA分子两条链之间的反向平行关系？ （4）怎样才能使DNA分子的平面模型改变成立体模型？ 以实验小组为单位，观察并分析教材上的DNA分子结构的立体图和平面图，然后根据实验桌上所提供的材料，以
分子模型、晶体模型的制作 赤壁一中化学组 刘光利 二○○四年五月 制作目的： 1.充分利用分子模型等直观的教学用具,有利于培养学生的联想能力,通过各种模型可以提高教学速度和教学质量,解决书上难以表明的立体结构，从而达到突破难点的目的。 2.理解分子结构和晶体结构 培养用物质结构特点来认识物质的特性 制作材料：厚硬纸板、胶水或透明胶、铁丝、直尺、三角板、剪刀 制作方法： 1、正四面体的制作 在厚硬纸板上划好四个等边三角形如图1a 所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图1b 所示。 2、三角双锥分子模型的制作 在厚硬纸板上划好六个等腰三角形如图2a 所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图2b 所示。 图2a 图 2b 图1a 图 1b
3、正八面体分子模型的制作 在厚硬纸板上划好八个等边三角形如图3a所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图3b。 图3a 图3b 4、正二十面体分子模型的制作(B12) 在厚硬纸板上划好二十个等边三角形如图5a所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图5b所示。 图5a 图5b
使用说明 1．正四面体模型直接应用于白磷分子、甲烷分子、四氯化碳分子等正四面体分子结构的教学，也可应用于数学中立体几何的有关异面直线等方面的教学。利用正四面体还可以组合成其他形状的立体图形。例如，由一个正四面体可以切割成较小的正八面体，其方法是将正四面体的四个顶点从它的三条棱的中点切下，便可得到一个较小的正八面体。如果以一个正四面体为中心，另用四个与之全等的正四面体分别与它的四个面相連接，就可以得到一个十二个面全等的凹十二面体。 2．三角双锥模型直接应用于五氯化磷（PCl5）等具有三角双锥结构的分子结构的教学。也可用于数学教学。 3．正八面体应用于分子或离子组成为RX6、RX6n-型结构的教学。两个或两个以上的正八机体之间还可以进行不同方式的重叠就可以得到多种空间图形，对讲解超八面体等空间结构教学有很大的帮助。 4．正二十面体是专门用于B12分子结构的教学。在正二十面体中，每个顶点上有一个硼原子，每一条棱表示一根B—B键。有了这个模型，我们就可以清楚地算出在B12分子中所含有的B—B键数以及每一个硼原子跟周围的五个硼原子以五个B—B单键相结合。 在教学过程中，常常遇到有关C60的结构的教学难点，如果我们从硼12的结构开始讲起，就可以达到教学目的。因为B12是由12个硼原子构成的正二十面体，将正二十面体的每条棱三等分，然后将十二个硼原子等同地割下，因每个硼原子原有五条棱，所以割下后留下了一个正五边形的面，一个顶点就变成了五个顶点，原来的正三角形的面成变成了一个以原三角形边长的三分之一为边长的正六边形，这样新的图形就有5×12＝60个顶点，有12个正五边形和20个正六边形。这种结构就是我们通常所说的C60的结构。 以上的使用说明只是一些典型的应用，其实它们应该还有很多的应用，这就得看看每个教学工作者在实际教学中如何发挥它们的用途。 赤壁一中化学组刘光利 二00四年五月二十八日
分子球棍模型的使用（三）： 学习丁烷的构象初步知识 学习丁烷的构象，将使构象知识有一个提升。 这次学习的方法，是选用网上关于丁烷构象分析的图示，我们以实际的分子球棍模型一步步对照练习，从而真正弄懂这个资料的讲述。在学习过程中，我们要有一个自我提高的感觉。 资料一：正丁烷有4个典型构象，其形成可用下面的图示表示，每两个相邻构象是旋转60度形成的。 现在，我们用练习对照的方法，学习这个图示： 1， 先搭建一个对位交叉式的球棍模型，其模型的照片如下图所示： 注意：这个模型是按全交叉式搭建的，即相邻两个碳之间都是交叉相连的，搭建好的标 准是：○ 1 4个碳原子都成锯齿形，且在同一个平面上；○ 2 每个碳原子都各有一个氢原子落在桌面上且交叉地位于碳链的两侧，看起来很有对称性。○ 3 当向内（向自己方向）翻转90度时，变成2，4两个碳原子的4个氢原子落在桌面上；再向内翻转90度时，又变成每个碳原子的各一个氢原子落在桌面上；再翻转90度时，变成1，3 碳原子的各两个氢原子落在桌1234
面上；再翻转90度时还原为开始的状态。每次翻转都调整到如上面的氢原子落在桌面上则是搭建准确了的。 这一步的搭建准确是很重要的，在接下来的转动中就很符合图中所示了。 图中1，4两个碳及其氢换成其他的颜色，能更好地表示位置区分，不换也可以,只要标记出碳3的一个氢原子能看到转动时的角度就行了。 2，这个图的上面一排是纽曼式投影，纽曼式投影的方法是：右手拿着碳2，让碳链与身体平行，眼睛顺着C2-C3键看去，让C2，C3两原子重合，这时看到各原子在空间的位置就是纽曼式投影的结果。 这个图的下面一排是纽曼式投影对映的球棍模型的照片。 3，现在我们从左边一个“对位交叉”图看起：右手拿着碳2，让碳链与身体平行，眼睛顺着C2-C3键看去，让C2，C3两原子重合，一直看到各原子在空间的位置很像左边这个图的样子为止。这一步很重要，弄清楚怎样拿模型，怎样看模型，把对位交叉式看懂了，其余的就好办了，一点不要含糊，这就弄懂什么叫纽曼式投影了。 4，再看第二个“部分重叠”图：右手拿着碳2，眼睛顺着C2-C3键看去，让C2，C3两原子重合，右手不动，左手握住C3，让C2-C3键顺时针转动60度，看到C4原子和C2左边那个氢原子相重合，这时看到各原子在空间的位置，一直到看到很像左边这个“部分重叠” 图的样子为止，这就是“部分重叠”的构象了； 5，依照上面的方法，各次都转动60度，依次看到最右边这个“邻位交叉”，这里要说明的是，本图还应当继续画下去：再转动60度，得到“部分重叠”图；再转动60度，得到“对位交叉”图，这样一共转动6次，共转动360度而还原。得到7个图形：两个相同的“对位交叉”、两个相同的“部分重叠”图、两个相同的“邻位交叉”图，一个全重叠图，这就是正丁烷的4个典型构象体，即“对位交叉”、“部分重叠”、“邻位交叉”、“全重叠”。 6，资料二，现在，我们从下面这个图来比较这几个典型构象的能量关系：
第一章 绪论 计算题 1.求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。 =10g ，分子量 =30 000 ； b 、组分 B:质量=5g ，分子量 =70 000 解：数均分子量 n i M i g/M j ) 质均分子量 m ,M i M w w i M i m i 10 30000 5 70000 1 100000 46876 10 5 1 分子量分布指数 M w / M n =46876/38576 = 第2章 缩聚与逐步聚合 计算题 2.羟基酸HO-(CH) 4-COOH t 行线形缩聚，测得产物的质均分子量为 18,400 g/mol -1，试计算：a.羧基已经 醌化的百分比 b. 数均聚合度 c. 结构单元数X n 解：已知 M w 18400, M 0 100 根据X W 匹和 X W 1一p 得：p=，故已酯化羧基百分数为% M 0 1 P M w 1 P,M n 9251 M n M n 9251 X n 92.51 M 0 100 a 、组分A ：质量 c 、组分C:质量 =1g ，分子量 =100 000 m i 10 5 1 10/30000 5/70000 1/100000 38576
8.等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280C下封管内进行缩聚，平衡常数K=4,求最终X n。另在排除副产物水的条件下缩聚，欲得X n 100，问体系中残留水分有多少? 1 . 解: X n K 1 3 1 p n w4* 10 4mol /L 9.等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸% p=或时聚酯的聚合度多少？ 解：假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol，则醋酸的摩尔数为。N a=2mol，NL=2mol，N b 0.015mol N b 2N b 2 2* 0.015 0.985 当p=时, 1 r 1 r 2rp 1 0.985 1 0.985 2* 0.985* 0.995 79.88 当p=时, X n 1 r 1 r 2rp 1 0.985 1 0.985 2* 0.985* 0.999 116.98 14题 18.制备醇酸树脂的配方为季戊四醇、邻苯二甲酸酐、丙三羧酸[C3H(COOH3]，问能否不产生凝胶而反
DNA分子结构特点 DNA衍射图谱沃森和克里克在生命的旋梯上制作D N A分子模型 主要学科：生物 操作难度：★★☆☆☆ 知识难度：★★★☆☆ 预计完成时间：2 小时 适合实践场所：家庭、学校 ●了解DNA分子结构的发展史 ●使用废旧材料亲手制作DNA分子模型 ●改进、创新实验材料和制作方法 DNA分子结构的发展史 20世纪30年代，科学家发现：组成DNA分子的单位是脱 氧核苷酸。 20世纪30年代，科学家们还发现：DNA分子是由含4种碱基的脱氧核苷酸长链构成的。 1951年春天，英国科学家威尔金斯和富兰克林在意大利生物大分子结构会议上展示了DNA的X射线衍射图谱。 沃森和克里克根据DNA衍射图谱的有关数据为基础，推算出DNA分子呈螺旋结构。沃森和克里克经过反复尝试最终构建了一个将磷酸-脱氧核糖骨架安排在螺旋外部，碱基安排在螺旋内部的双链螺旋。在这个模型中是相同的碱基进行配对，即A与A、T与T配对。但是有化学家指出这种配对方式违反了 化学规律。 1952年，奥地利著名生物化学家查哥夫应用层析法对多种生物DNA的碱基进行了分析发现：腺嘌呤（A）的量总是等于胸腺嘧啶（T）的量，鸟嘌呤（G）的量总是等于胞嘧啶（C）的量。 于是沃森和克里克利用查哥夫的成果改变了碱基配对方式，让A与T配对，G与C配对（氢键连接），构建出新的DNA模 型。 于是沃森和克里克利用查哥夫的成果改变了碱基配对方式，让A与T配对，G与C配对（氢键连接），构建出新的DNA模型。 发现·探索
扫一扫二维码，看看教师做的“DNA 分子模型”，看看有没有可以改进和创新的地方。 材料用具： 硬纸方块2个（长约10cm ），卡纸片，剪刀，订书机，订书针，钳子，长0.5米细铁丝两根。 方法与步骤： 1、用不同颜色的卡纸剪成长方形碱基，用其他颜色的 卡纸剪成圆形代表磷酸，另一种颜色的卡纸剪成五 边形，代表脱氧核糖。 2、使用订书机将磷酸、脱氧核糖。碱基连接，制作成 一个个含有不同碱基脱氧核糖核苷酸模型。 3、用订书机把一个个脱氧核糖核苷酸模型连接起来， 形成一条多核苷酸的长链； 根据接碱基互补配对原 则，制作一条与这条链完全互补的脱氧核糖核苷酸 长链。 4、将脱氧核糖核苷酸中的磷酸固定在细铁丝上，然后 把两条链平放在桌子上，用订书机把配对的碱基两 两连接在一起。 5、将两条的链的末端分别与硬纸方块连接在一起， 两手分别提起硬纸方块、轻轻旋转、即可得到一个 DNA 分子双螺旋结构模型。 亲手制作 DNA 分子模型 动手·制作 学 习任务 动手·制作 在现实生活中，有很多可以利用的废旧材料，对照老师的制作方法，你看看有什么可以创新和改进的地方？最好利用身边的废旧材料，亲手制作一个DNA 分子模型吧！
实验活动8搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点 实验目的 1．加深对有机化合物分子结构的认识。 2．初步了解使用模型研究物质结构的方法。 实验用品 分子结构模型 实验步骤 1．认识甲烷分子结构，搭建甲烷分子的球棍模型 甲烷分子中的5个原子不在同一平面内，而是形成正四面体结构，碳原2.搭建乙烷、乙烯和乙炔分子的球棍模型，比较三者结构 碳碳之间形成双键，2个 键之间的夹角
问题讨论 1．根据乙烷、乙烯、乙炔的球棍模型，归纳碳原子的成键特点及烷烃、烯烃、炔烃的化学键类型。 提示(1)碳原子成键特点：碳原子最外层有4个电子，可以和其他原子形成4个价键，既可以形成单键也可以形成双键或三键。 (2)烷烃、烯烃、炔烃分子中成键特点比较 碳碳单键碳碳双键 注含多个碳原子的烯烃及炔烃，分子中除含碳碳双键，碳碳三键和碳氢键之外，还存在和饱和碳原子间的碳碳单键。 2．根据甲烷的结构，推测验证二氯甲烷有没有同分异构体？ 提示二氯甲烷可以看作甲烷分子中的2个氢原子被2个氯原子代替的产物，根据甲烷的分子结构，二氯甲烷的分子结构是以碳原子为中心，2个氢原子和2个氯原子为4个顶点的四面体结构，C—H键键长小于C—Cl键键长，故分子结构不为正四面体，分子不存在同分异构体。 3．根据碳原子的成键特点，推测4个碳原子的烃有多少种结构？ 提示根据碳原子的成键特点，碳原子间可以形成单键、双键、三键，也可以形成碳链或碳环，故4个碳原子组成的常见烃可能有9种结构。 (1)形成饱和烷烃，结构简式为：CH3CH2CH2CH3、。 (2)形成烯烃：结构简式为：CH2==CH—CH2—CH3、、CH3—CH==CH—CH3。
1940年，西奇威克(Sidgwick)等在总结实验事实的基础上提出了一种简单的模型，用于预测简单分子或离子的立体结构。六十年代初，吉列斯比(RJ.Gillespie)和尼霍尔姆(Nyholm)等发展了这一模型。因该模型思想方法质朴浅显，在预见分子结构方面简单易行，而成为大学基础化学的基本教学内容，并于新一轮课程改革中引入高中化学教学。这就是价层电子对互斥模型(Valence Shell Electron Pair Repulsion)，常以其英文的缩写形式VSEPR来表示。 1、来自生活中的一个游戏现象 吹气球是大家熟悉的生活游戏，如果将每个气球吹成一样大小，将其中的两个通过吹气口系在一起，你会发现这两个气球自然成一直线，再向其中加入一个气球并通过吹气口系在一起，你会发现这三个气球均匀地分开成正三角形分布。依次再向其中加入一个气球并通过吹气口系在一起，你会有什么预期?你会发现结果与你的预期如此地吻合：四个大小相同的气球成正四面体分布，五个大小相同的气球成三角双锥分布，六个大小相同的气球成正八面体分布。见图： 我们很容易从这一游戏现象受到启迪：当物体所占空间因素相同时，它们彼此趋向均匀分布。这一规律在自然界乃至人类社会生活中并不鲜见，我们不难找到类似的和接近的例子。 2、VSEPR模型要点 VSEPR模型认为，分子的几何构型总是采取电子对排斥作用最小的那种结构。因为这样可使体系的能量最低，中心原子价层的电子对总是按照最合适的空间方式进行分布。见下表。
电子对的空间分布 电子对数 空间分布几何构型 2 直线 3 在角形 4 四面体 5 三角双锥 6 八面体 VSEPR模型简朴通俗，应用简单易行，显现了它的独特魅力并引人入胜。 3、VSEPR模型判别分子构型的基本程序 中心原子的价层如果没有孤电子对，那么每一个电子对就代表一个共价键，此时电子对的空间分布就是分子的几何构型。例如，BeCl2分子中Be原子的两个价电子分别与两个Cl原子形成的两个共价键，没有孤电子对，故它是直线型结构。又如CH4分子中的C原子价层有四个电子对，这四个价电子对代表了四条C-H 健，C原子价层无孤电子对，故CH4属四面体结构。 如果中心原子的价层存在孤电子对时，则应先考虑不同电子对之间的斥力后，再确定分子的构型。不同电子对间斥力的大小的顺序是：孤电子对-孤电子对>孤电子对-键电子对>键电子对-键电子对。 价层电子对互斥模型是根据中心原子周围价层电子对的数目，确定价层电子对在中心原子周围的理想排布，然后再根据价层电子对间斥力的大小，以体系的排斥能最小为原则来确定分子的几何构型。
第九章 分子结构练习 一、填空题 1. SiF 4中硅原子的轨道杂化方式为______，该分子中的键角为_____；-26SiF 中硅原子的轨道杂化方式为_______，该离子中的键角为_________。 sp 3 '28109 sp 3d 2 90 2. BF 3，NH 3，H 2O ，+4PCl 的键角由大到小的顺序是_____________，中心原子杂化轨道中不含有孤对电子的有___________。 BF 3>+4PCl >NH 3>H 2O ； BF 3和+4PCl 3. 在C 2H 4分子中，C 和H 间形成______键，C 与C 之间形成______键和______ 键，碳原子的轨道杂化方式为____________。 σ σ π sp 2 4. 根据分子轨道理论，+2H 、He 2、B 2、C 2、+2He 、Be 2中，能够存在的有__________， 不能存在的有________。 +2H 、B 2、C 2、+2He ； 2He 、2Be 5.+2O 的分子轨道电子排布式为_________，键级为_________；+2N 的分子轨道电子排布式为__________，呈__________磁性。 ()()()()()()() 1*p 24p 22p 22*s 22s 22*s 12s 1ππσσσσσ ()()()()()()12422*2222*121p p s s s s σπσσσσ 顺 6. 根据价层电子对互斥理论，-4ICl 的空间构型为__________，中心原子采用_______杂化轨道成键；PCl 5（g ）的空间构型为_______，中心原子采用_____杂 化轨道成键。 平面正方形； sp 3d 2； 三角双锥； sp 3d
搭建球棍模型认识有机化合物分子结构的特点 【教学目标】 知识与技能： 1.加深对有机化合物分子结构的认识。 2.初步了解使用模型研究物质结构的方法。 过程与方法： 1.通过搭建球棍模型真正提高学生的思维能力，归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型。 2.对同分异构体及同分异构现象有一个整体的认识，能准确判断同分异构体及其种类的多少。 情感态度与价值观： 1.体会物质之间的普遍性与特殊性。 2.认识到事物不能只看到表面，要透过现象看本质。 【教学重难点】 重点：了解使用模型研究物质结构的方法。 难点：归纳碳原子的成键特征和各类烃分子中的化学键类型，准确判断同分异构体及其种类的多少。 【教学过程】 一、实验原理 有机化合物分子的立体模型常用的有凯库勒模型和斯陶特模型。应用最广泛的是凯库勒模型。它用不同大小和不同颜色的圆球代表不同的原子或官能团，用木棍代表化学键，因此又称为球棍模型。 碳原子最外层有4个电子，不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。碳原子通过共价键与氢、氧、氮、硫、磷等多种非金属形成共价化合物。科学实验证明，甲烷分子里，1个碳原子与4个氢原子形成4个共价键，构成以碳原子为中心，4个氢原子位于四个顶点的正四面体立体结构。键角均为109o28’。 键长：原子核间的距离称为键长，越小键能越大，键越稳定。 键角：分子中1个原子与另外2个原子形成的两个共价键在空间的夹角，决定了分子的空
间构型。 键能：以共价键结合的双原子分子，裂解成原子时所吸收的能量称为键能，键能越大，化学键越稳定。 二、实验步骤 观察甲烷、乙烯、乙炔的球棍模型，思考碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系？ 观察乙烷分子的模型 当碳原子与4个原子以单键相连时，碳原子与周围的4个原子都以四面体取向成键。 三、问题和讨论 1.碳原子成键规律： ①当一个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键。 ②当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。 ③当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。 ④烃分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子；以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。 ⑤只有单键可以在空间任意旋转。
分子球棍模型的使用（五）：葡萄糖结构的初步知识（1） 作者敬言：编写《分子球棍模型的使用》，意在与中学师生共享共勉，目前作为大家开展课外活动的参考资料，也为今后立志从事生命科学和生物科技的同学打下一点入门的基础，算是一个“中升大”的“兴趣班”吧！ “葡萄糖在生物学领域具有重要地位，是活细胞的能量来源和新陈代谢中间产物，即生物的主要供能物质”，这段话已经说明了学习葡萄糖结构和性质的重要意义了。我们在中学算是接触到了葡萄糖，继续学习葡萄糖将会感到有很多结构和性质上的难点知识，以我自己的体会，如果老师照本宣科地讲，学生即使认真地听，也很难听懂的。我这里用分子球棍模型作为学习葡萄糖结构和性质的工具是很有效的，大家要有一个动手动脑的学习习惯，讲到哪种有机物的性质和结构，先搭建好它的分子球棍模型。事实上，你在搭建模型的过程中，不但是一个动手的过程，更是一个动脑的过程，这样边学这做，学得快，记得牢，是一种不错的学习方法。 一，葡萄糖的结构（1） 1，葡萄糖的链式结构， 我们已知的是一种开链式结构，其结构简式大家很熟悉（略），但这个简式不能反映各原子或基团在空间的排布。后来，有一个德国化学家费歇尔，经过毕生的 研究，形成“费歇尔投影式”，为此他得了1902年的化学诺贝尔奖。他把葡萄糖的 结构用下面的式子表示： 左边的表示图，标出了碳原子的序号、各原子或基团的左右位置，有星号的是手性 碳原子（碳原子的四个键连接着的四个基团各不相同）；右边的表示法是以“△” 代表－CHO，-CH2OH用“○”表示，羟基用“－”表示，而碳、氢原子则不写出，显然， 更简化了费歇尔表示法。 现在，我们第一个学习内容，就是由费歇尔表示法来建立球棍模型，尽管这个球棍模型远远不是葡萄糖分子的真实样子，但它能加深对于葡萄糖分子结构的想象，这是一种很重要的学习方法。 开始搭建这个模型是有一定难度的！当你按上面这个费歇尔式搭建葡萄糖的分子球棍模型时，是否感到有些不顺利！下面一边说明碰到的问题是什么，一边指出 解决方法：○1为了要满足各原子的排列关系，搭成的模型没有规律，“扯不直， 拉不伸”，六个碳原子不在一个平面上，纽来纽去的！这是经常碰到的情况。 解决的办法是：先把这六个碳原子连成锯齿形，并使所有的碳原子都在一个平面上，再插上每个碳原子的键，这个操作很容易的吧； ○2按照左图来看，碳链是一条直线，“在左”“在右”是很明显的，
学生版：典型晶体模型 晶体晶体结构晶体详解 原子晶体 金 刚石 (1)每个碳与相邻个碳以共价键 结合， 形成体结构 (2)键角均为 (3)最小碳环由个C组成且六个原子不 在同一个平面内 (4)每个C参与条C—C键的形成，C 原子数与C—C键数之比为 S iO 2 (1)每个Si与个O以共价键结合，形成正 四面体结构 (2)每个正四面体占有1个Si，4个“ 1 2 O”，n(Si)∶n(O)＝ (3)最小环上有个原子，即个O，个 Si 分子晶体 干 冰 (1)8个CO 2 分子构成立方体且在6个面心 又各占据1个CO 2 分子 (2)每个CO 2 分子周围等距紧邻的 CO 2 分子 有个 冰 每个水分子与相邻的个水分子，以 相连接，含1 mol H 2 O的冰中，最多可形成 mol“氢键”。 N aCl(型) 离 子晶 体 (1)每个Na＋(Cl－)周围等距且紧邻的 Cl－(Na＋)有个。每个Na＋周围等距且紧邻 的 Na＋有个 (2)每个晶胞中含个Na＋和个Cl－
C sCl (型) (1)每个Cs＋周围等距且紧邻的Cl－有个，每个Cs＋(Cl－)周围等距且紧邻的Cs＋(Cl－) 有个 (2)如图为个晶胞，每个晶胞中含 个Cs＋、个Cl－ 金属晶体 简 单六 方堆 积 典型代表Po，配位数为，空间利用率 52% 面 心立 方 最 密堆 积 又称为A 1 型或铜型，典型代表， 配位数为，空间利用率74% 体 心立 方 堆 积 又称为A 2 型或钾型，典型代表， 配位数为，空间利用率68% 六 方最 密 堆 积 又称为A 3 型或镁型，典型代表， 配位数为，空间利用率74% 混合晶体石墨 (1)石墨层状晶体中， 层与层之间的作用是 (2)平均每个正六边形 拥有的碳原子个数是，C
实验1、《制作甲烷分子模型》试题 考生姓名：、组别考号 说明： 1、实验操作前，请仔细阅读本试卷。请独立完成试题布置的要求。 2、本实验时间20分钟，试题满分为20分。 一、实验目的： 1、学会使用多种工具和材料，完成简单分子模型的制作； 2、通过甲烷分子（由一个C原子和四个H原子构成）模型的制作，加深对分子构成的认识；学习通过分子模型认识分子的科学方法。 二、器材： 小刀、各色橡皮泥、泡沫塑料、牙签、酒精灯（火柴） 三、实验准备： 甲烷分子的比例模型甲烷分子的球棍模型经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上（键角是109°28）。 五、回顾与反思： 1、甲烷这种物质在微观上是由构成的。 2、甲烷分子是由构成的。 3、上述学习是通过模型认识分子的科学方法。模型可以是物理实体，也可以是某种图形或者是一种数学表达式。请你再举出初中科学学习中利用模型的2个实例：。 4、请你画出水分子的结构模型：。
表现性评价：实验1、《制作甲烷分子模型》组别： 评分教师签名：________、________
实验2、《电学实验专题探究》试题 考生姓名：、组别考号 说明： 1、实验操作前，请仔细阅读本试卷。请独立完成试题布置的任务。 2、本实验时间30分钟，试题满分为30分。 情景1：在同一个的照明电路中，不同阻值的灯泡亮度不同。 一、实验目的： 1、探究导体中的电流与导体阻值的定量关系； 2、控制变量法使用；实验数据的分析处理。 二、器材： 不同阻值的定值电阻3个、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、导线若干、开关1个 三、实验步骤和记录： 实验：探究电流与导体阻值的关系。 1、提出问题：。 2、你的猜想：。 3、实验思路：按照探究目的设计并连接电路；先测某电压下的其中一个电阻 的电流；更换电阻，保持电压不变测出对应的电流；分析数据得出结论。 请在右边方框内画出本实验的电路图： 5、改变电压的预定值，多次实验，记录数据。（注：本次实验此步骤省略）。 6、分析数据，得出结论：。 情景2见后
第一章 绪论 计算题 1. 求下列混合物的数均分子量、质均分子量和分子量分布指数。 a 、组分A ：质量 = 10g ，分子量 = 30 000； b 、组分B ：质量 = 5g ，分子量 = 70 000； c 、组分C ：质量 = 1g ，分子量 = 100 000 解：数均分子量 38576 100000 /170000/530000/101 510) /(=++++= = =≡∑∑∑∑∑i i i i i i i n M m m n M n n m M 质均分子量 10300005700001100000 46876 1051 i i w i i i m M M w M m = =?+?+?= =++∑∑∑ 分子量分布指数 w M /n M =46876/38576 = 1.22 第2章 缩聚与逐步聚合 计算题 2. 羟基酸HO-(CH 2)4-COOH 进行线形缩聚，测得产物的质均分子量为18,400 g/mol -1，试计算：a. 羧基已经醌化的百分比 b . 数均聚合度 c. 结构单元数n X 解：已知100,184000==M M w 根据 p p X M M X w w w -+= = 110和得：p=0.989，故已酯化羧基百分数为98.9%。 9251,1=+=n n w M P M M 51.92100 92510=== M M X n n
8. 等摩尔的乙二醇和对苯二甲酸在280℃下封管内进行缩聚，平衡常数K=4，求最终n X 。另在排除副产 物水的条件下缩聚，欲得 100=n X ，问体系中残留水分有多少？ 解： 3111 =+=-= K p X n L m ol n n K pn K p X w w w n /10*410011 4-==≈=-= 9. 等摩尔二元醇和二元酸缩聚，另加醋酸1.5%，p=0.995或0.999时聚酯的聚合度多少？ 解：假设二元醇与二元酸的摩尔数各为1mol ，则醋酸的摩尔数为0.015mol 。N a =2mol ，N b =2mol ， 015.0'=b N mol 985.0015 .0*222 2, =+= += b b a N N N r 当p=0.995时， 88.79995 .0*985.0*2985.01985 .01211=-++=-++= rp r r X n 当p=0.999时， 98.116999 .0*985.0*2985.01985 .01211=-++=-++= rp r r X n 14题
无机化学-(2)
（4）F-+HSO3-=SO32-+HF 2、解释下列现象 （1）AgI2-和I3-是稳定的，而AgF2-和I2F-不存在？ （2）BH3CO稳定存在而BF3CO不能形成？ 3—6 有效原子序数（EAN）规则（Effective atomic number） 一、概念 1927年英国化学家西奇维克提出，是指中心原子的电子数和配体给予中心原子的电子数之和。即中心原子形成稳定配合物的EAN应等于紧跟它后面的惰性原子的序数。主要用于羰基及其它非经典配合物结构中。如： [Cr(CO)6]→24e-+12e-=36e- [Fe(CO)5] →26e-+10e-=36e-→Kr(氪) -36e- [Co(NH3)6]3+→24e-+12e-=36e- 对于中心原子三偶数电子的，可直接形成羰基配合物，而一般中心原子为奇数电子的羰基配合物多不稳定，（不能满足EAN），所以它们容易氧化，还原或聚和成多核配合物，以符合EAN要求，如V为23e-，在形成V(CO)6的总电子数为35，它不稳定，易被还原成[V(CO)6]-。而V(CO)6+Na→Na++[V(CO)6]- 又如具有奇电子数的Mn(0),Co(0),它们的羰基配合物以二聚体Mn2(CO)10,Co2(CO)8或混合形式[Mn(CO)5Cl]和[HCo(CO)4]存在，它们的结构，有效原子序数计算如下图： 二、常见配体提供电子数的计算 1、NO：一氧化氮分子虽不是有机配体，但与CO十分类似。能理解成NO+，与CO有相当数目的电子（等电子体）。
NO参加配体是以三电子成键，因而许多有亚硝酰作配体的配合物能符合EAN法则。如： [Co(CO)3NO]→27+6+3=36e- [Fe(CO)2(NO)2] →26e-+4e-+6e-=36e- [Mn(CO)(NO)3] →25+2+9=36e-[Cr(NO)4] →24+12=36e- 2、烷基与金属形成σ键，按单电子计算。对不饱和的碳氢分子或离子可按参加配位双键的π电子数目计算。 如：[Mn(CO)5(C2H4)]+=25e-+2e-+10e--e-=36e- [Cr(C6H4)2]=24e-+2×6e-=36e- [Fe(C4H6)(CO)3]=26e-+4e-+6e-=6e- 3、环戊二烯基和羰基的混合配合物：环戊二烯基作为5个e-，如： [Mn(CO)3(C5H5)]=25+6+5=36e- [Co(CO)2(C5H5)]=27+4+5=36e- [V(CO)4(C5H5)]=23+8+5=36e- 各类配体在计算EAN时所提供的电子数为： H 1 烯烃（每个双 2 键） 3 烷基、酰基 1 烯丙基 （CH2=CH-C H2·） 5 羰基 2 环戊二烯基 （C5H5·） 7 亚硝酰 3 环庚三烯基 （C7H7·） 2 苯基 6 单齿配体 Cl-; PR3等
分子球棍模型的使用（六）：葡萄糖结构的初步知识（２） 一，几个最常见的基本概念 １，什么是葡萄糖的Ｄ式和Ｌ式 甘油醛有两种结构式，如下图所示。先看C-2碳原子的结构特点，与它相连的四 个原子或基团是不相同的，这样的碳原子叫做手性碳原子。其中，羟基在左边的 叫做L-甘油醛，羟基在右边的叫做D-甘油醛。这两种甘油醛互为镜面对称。 葡萄糖和果糖的空间构型，是以手性碳原子C-5（即离羰基最远的手性碳原子）上的－OH在空间的排列与甘油醛的手性碳原子上的－OH相比较而确定的。如果与D-甘油醛相同，则为D-型，如与L-甘油醛相同，则为L-型。如下图： CHO O 因为自然界的葡萄糖都是D-型的，所以经常提到的是D-型葡萄糖， D-型葡萄糖的结构和D-甘油醛相同，L-型葡萄糖的结构和L-甘油醛相同。 2，怎样确定一种葡萄糖是D-型还是L-型，这是一个重难点！ 这要分两种情况，一是给出的是实物如何确定，二是给出的是某种表示式如何确定。 ○1当给出的是实物时，就用旋光仪器来检验它的旋光方向，如果是右旋的，就是D- 型葡萄糖，如果是左旋的，就是L-型葡萄糖。但注意的是，对于葡萄糖可以这样确定，但不能是任何糖类都可以用旋光方向来确定，因为构型和旋光性不是一回事。也就是说，D-型糖类的旋光性既有右旋的也有左旋的。 ○2当给出的是一种表示式，一般要分成以下几种： 如果是开链式的，已如上述，看它的C-5的羟基在左边还是在右边； 如果是哈沃斯式，由于C-5的羟基已不再存在，又由于C-1的半缩醛羟基受α，β的影响，也不能用于判断，故只能用C-2 、C-3和C-4的羟基判断，我们就用C-3来判断吧：C-3的羟基在上，就是D-型葡萄糖；C-3的羟基在下，就是L-型葡萄糖。 如果是一种椅式构象式，则C-3的羟基向上倾是D-型葡萄糖；C-3的羟基向下倾是L-型葡萄糖；
分子球棍模型的使用（四）：环已烷构象的初步知识 下面是作者搭建模型照片：左面一张是船式构象照片，右面一张是椅式构象照片： （一） 按照上述照片，我们先分析两种构象的结构特点，然后搭建模型： 在船式结构中： ○ 11，2，3和4，5，6这两组碳原子相互间成交叉排列；1和6、 3和4[这两组碳原子成重叠排列；（碳原子的编号可以改变） ○21，3，4，6 这四个碳原子在同一个平面上，位于“船身” 2，5这两个碳原子在另一个平面上，位于“船头”和“船尾” ○31和6的氢原子相重叠、3和4的氢原子相重叠；2和5各有一个氢原子相距很近。 在椅式结构中： ○ 1 6个碳原子相邻排列都是交叉式；有三个碳原子是相间地直立的，另三个是相间地倒立的；六个a 键相间地向上或向下，六个e 键相间地上倾或下倾； ○2有三个碳原子在同一平面，另三个在另一平面上，但六个碳原子是等同的，翻转180度就成了完全相同的构象。 （二）模型搭建好后，是否符合要求，要按照下面进行调整： （1）船式模型的调整： ○1将船式模型放置如上面左图所示，这时，1，6，3，4四个碳向下倾的四个氢原子应能全部落在桌面上，否则要进行调整； ○2将船式模型放置如上面左图所示，再向前翻动时4，5，6三个碳向下倾的 氢原子同时落在桌面上；同样，向后翻动1，2，3三个碳向下倾的氢原子也同时落在在桌面上，否则要进行调整； 1 6 5 4 3 2
○3将船式模型放置如上面左图所示，再向左翻动时至1，6两个碳的四个氢原子应同时落在桌面上；同样，当向右 翻动时，3，4两个碳四个氢原子应同时落在桌面上，否则要进行调整。 （2）椅式构象的调整：按照上面椅式构象的结构特点进行调整就行了。 （三）两种结构相互翻转的方法： （1）由船式变为椅式的操作：船头碳2不动，将船尾碳5向环外下翻成倒立碳原子就基本上成型了，再稍加调整就成为椅式构象了。 （2）由椅式变为船式的操作：将任意两个相对的碳原子向内压陇，放开后再作调整就行了。 二，环已烷构象的表示方法： 1，下面所表示的是两种构象的锯架式透视法， 在椅式画法中，每个键都有着对应的平行关系，a键是很清楚的平行了，每个e键都可以找到和它相互平行的N个e键； 在船式画法中，每个键都有着对应的对称关系，中间那条红虚线就是各个键相互的对称轴，只要有一个键找不到与之对称的键，这个图就明显的错了。船式图另一个特点是没有直立的或倒立的碳原子，如 果出现直立的键或倒立的键也是明显的画错了。 我们画出的图一定要体现出平行关系或对称关系，否则图形就不规范了。 2，下面的表示法是纽曼式投影法 纽曼式投影法的画法要点，是根据模型的对称性，找到观察的那些碳碳键，再顺着这些碳碳键的方向看去，以下面所示的两个纽曼式画法进行对照练习就容易了。注意的是，在锯架式中，每个碳原子都画出了4个键，而在纽曼式中只能画出三个键，因为有一个键被“顺着键的方向看去”时重合掉了。