第五章结构化学 实验二十二分子的立体构型和分子的性质 一、实验目的 （1）分子的立体构型从分子中原子排布的几何关系描述分子的结构，对于了解分子的性质具有重要意义。 （2）通过自己动手制作和仔细观察分子模型，掌握分子的空间结构，加深对分子构型和分子性质的了解。 二、实验原理 1．分子点群与分子的偶极矩和旋光性 具有极性化学键的分子，其分子形状決定分子是否具有偶极矩，进而影响分子间作用力及沸点、表面张力、汽化热与溶解度等性质。利用路易斯电子点式和价层电子对互斥理论（Valence Shell Electron Pair Repulsion, VSEPR）可以预测分子形狀，进而获得分子晶体的对称动作群（即分子点群）。分子点群与分子的偶极矩和旋光性密切相关。 分子是否具有偶极矩的判据：若分子中有两个或两个以上的对称元素交于一点，则该分子无偶极矩，反之则有偶极矩。即属于C1、C s、C n、C nv群的分子有偶极矩，属于C i、S n、C nh、D n、D nh、D nd、T d和O h群的分子无偶极矩。 分子是否具有旋光性的判据：有象转轴S n的分子无旋光性，无象转轴S n的分子有旋光性。由于S1＝σ，S2＝i，因此，也可以说具有对称面σ、对称中心i和象转轴S4n(n=1,2,…)的分子无旋光性，属于C1，Cn，Dn点群的分子有旋光性。 三、仪器与试剂 塑料球棍分子模型 1 套（湖南大学教育科技公司生产,包括彩色塑料小球若干,另准备随意贴黏土数块, 色纸一张），数码相机1台（公用）。 四、预习要求 1.了解寻找分子中独立对称元素、判断分子点群的方法；
2.了解分子所属点群判断分子有无偶极矩； 3.了解分子所属点群判断分子有无旋光性。 五、实验内容 1．根据路易斯电子点式和价层电子对互斥理论预测分子形状，并用不同颜色的球棍搭建具有正确键角的分子模型(表1)，用数码相机记录所搭建的分子模型。寻找对称元素及数目，确定分子点群，并判断其是否具有偶极矩和旋光性。黑球：代表碳原子C；白球：代表氢原子H；红球：代表氧原子O；蓝球：代表氮原子N；绿球：代表氯原子Cl；其他：代表杂原子P或F。 （1）搭出下列分子模型，了解它们的对称性，填写表1各栏内容。H2O2，NF3，BF3，C2H6（重叠式、交叉式以及任意式），CH3CCl3（扭曲式），CH4， CH3Cl ，CH2Cl2，CHCl3，PtCl42-，PCl5，，，Cl ，， C6H12（环己烷：船式和椅式），SF6。 （2）搭出下列乙烯型化合物的模型，了解它们的对称性。并填写表2各栏内容CH2＝CH2，CHCl＝CHCl（顺式），CHCl＝CHCl（反式），CH2＝CCl2（3）搭出下列丙二烯型化合物的模型，了解它们的对称性。 CH2＝C＝CH2，CHCl＝C＝CHCl 六、实验数据与记录 1．室温℃大气压Pa 2. 根据实验容填写表1、表2和表3。 表22.1 常见分子点群的辨认
第二章分子结构与性质单元测试 一、选择题（本题包括18小题，每小题4分，共72分，每小题有一个或两个选项符合题意, 选错不得分，如果有两个正确选项，选对一个得 2分） 1?有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是（ ） C ?每个碳原子都有两个未杂化的 2p 轨道形成n 键 D.两个碳原子形成两个 n 键 2?膦（PH 3）又称膦化氢，在常温下是一种无色、有大蒜臭味的有毒气体，电石气的杂质中常 含有膦化氢。它的分子构型是三角锥形。以下关于 PH 3的叙述正确的是（ ） A. PH 3分子中有未成键的孤对电子 B PH 3是非极性分子 C. PH 3是一种强氧化剂 D. PH 3分子的P — H 键是非极性键 3?实现下列变化时，需要克服相同类型作用力的是（ ） A.水晶和干冰的熔化 B.食盐和醋酸钠的熔化 C.液溴和液汞的汽化 D.HCl 和NaCI 溶于水 4. 下列指定粒子的个数比为 2: 1的是（ ） A.Be 2+中的质子数 B.I 2H 原子中的中子和质子 C.NaHCQ 晶体中的阳离子和阴离子 D.BaQ （过氧化钡）晶体中的阴离子和阳离子 5. 在有机物分子中，当碳原子连有 4个不同的原子或原子团时，这 种碳原子称为“手性碳原 子”,凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性。例如下图表示的有机物中含有一 个手性碳原子，具有光学活性。当发生下列变化时，生成的有机物无光学活性的是（ ） A.与新制的银铵溶液共热 B.与甲酸酯化 C.与金属钠发生置换反应 D.与 H 2加成 6. 关于氢键的下列说 法中正确的是（ ） A.每个水分子内含有两个氢键 B.在水蒸气、水、冰中都含有氢键 C 分子间能形成氢键使物质的熔沸点升高 D.HF 的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 7. 下列说法正确的是（ ） A.n 键是由两个p 电子“头碰头”重叠形成的 B y 键是镜像对称，而 n 键是轴对称 C 乙烷分子中的键全是 y 键，而乙烯分子中含 y 键和n 键 D.H 2分子中含y 键，而C 2分子中还含有n 键 8. 在BrCH=CHBr 分子中，C — Br 键采用的成键轨道是（ ） 2 2 3 A.sp —p B.sp — s C.sp — p D.sp — p 9. 下列物质的杂化方式不是 sp 3杂化的是（ ） A.CO 2 B.CH C.NH 3 D.H 2O O O CHb — C —O -CH -C -H CH2OH
药物分子设计的策略: 药理活性与成药性 郭宗儒* (中国医学科学院药物研究所, 北京 100050) 摘要: 化合物的内在活性和成药性是创新药物的两个基本要素, 活性是药物的基础和核心, 成药性是辅佐 活性发挥药效的必要条件, 两者互为依存。药物在体内的药剂相、药代动力相和药效相可概括为活性和成药性 的展示过程。成药性是药物除活性外的其他所有性质, 包括物理化学性质、生物化学性质、药代动力学性质和 毒副作用, 这是在不同层次上表征药物的性质和行为, 但又相互关联与制约。活性与成药性由化学结构所决定, 体现在微观结构与宏观性质的结合上, 寓于分子的结构之中。先导物的优化是对活性、物化、生化、药代和安 全性等性质的多维空间的分子操作, 因而具有丰富的药物化学内涵。 关键词: 分子设计; 内在活性; 成药性; 先导物优化 中图分类号: R916 文献标识码:A 文章编号: 0513-4870 (2010) 05-0539-09 Strategy of molecular drug design: activity and druggability GUO Zong-ru* (Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100050, China) Abstract: Intrinsic activity and druggability represent two essences of innovative drugs. Activity is the fundamental and core virtue of a drug, whereas druggability is essential to translate activity to therapeutic usefulness. Activity and druggability are interconnected natures residing in molecular structure. The pharma-ceutical, pharmacokinetic and pharmacodynamic phases in vivo can be conceived as an overall exhibition of activity and druggability. Druggability actually involves all properties, except for intrinsic activity, of a drug. It embraces physico-chemical, bio-chemical, pharmacokinetic and toxicological characteristics, which are inter-twined properties determining the attributes and behaviors of a drug in different aspects. Activity and drugga-bility of a drug are endowed in the chemical structure and reflected in the microscopic structure and macroscopic property of a drug molecule. The lead optimization implicates molecular manipulation in multidimensional space covering activity, physicochemistry, biochemistry, pharmacokinetics and safety, and embodies abundant contents of medicinal chemistry. Key words: drug design; intrinsic activity; druggability; lead optimization 研发有机小分子药物的药物化学模式, 大都是针对某药物靶标发现苗头化合物 (hit), 将苗头物演化成先导物 (hit-to-lead) 以确定先导物 (lead discovery), 经优化 (lead optimization) 确定候选药物 (drug candidate), 最终达到临床应用的目的。这个全过程是通过结构变换和改造将活性化合物发展成患者可使用的药物, 从分子水平由非药向成药的演 收稿日期: 2009-11-30. *通讯作者Tel / Fax: 86-10-83155752, E-mail: zrguo@https://www.doczj.com/doc/431793868.html, 化。笔者已从不同侧面阐述了药物分子设计的策略内涵[1?3], 本文以药物的活性和成药性的视角, 讨论构建药物化学结构应注重的问题。 1 类药性和成药性 类药性 (drug-like) 是对苗头物和先导物结构的基本要求, 是Lipinski分析了临床大量口服药物的分子结构, 归纳和提炼出的经验性特征, 类药5原则(Rule of five) 成为筛选苗头和先导物、构建化合物库的重要标准[4], 开阔了人们研发新药的理念。然而, ·综述·
分子的结构与性质 【知识动脉】 知识框架 产生原因：共价键的方向性 Sp3 决定因素：杂化轨道方式sp2 分子的空间构型sp 空间构型的判断：VSEPR理论 空间构型决定性质等电子原理 手性分子 配合物 一、杂化轨道理论 1. 杂化的概念：在形成多原子分子的过程中，中心原子的若干能量相近的原子轨道重新组合，形成一组新的轨道，这个过程叫做轨道的杂化，产生的新轨道叫杂化轨道。 思考：甲烷分子的轨道是如何形成的呢？ 形成甲烷分子时，中心原子的2s和2p x，2p y，2p z等四条原子轨道发生杂化，形成一组新的轨道，即四条sp3杂化轨道，这些sp3杂化轨道不同于s轨道，也不同于p轨道。 根据参与杂化的s轨道与p轨道的数目，除了有sp3杂化外，还有sp2杂化和sp杂化，sp2杂化轨道表示由一个s轨道与两个p轨道杂化形成的，sp杂化轨道表示由一个s轨道与一个p轨道杂化形成的。 思考： 应用轨道杂化理论，探究分子的立体结构。
C2H4 BF3 CH2O C2H2 思考：怎样判断有几个轨道参与了杂化？ [讨论总结]：三种杂化轨道的轨道形状，SP杂化夹角为°的直线型杂化轨道，SP2杂化轨道为°的平面三角形，SP3杂化轨道为°′的正四面体构型。 小结：HCN中C原子以sp杂化，CH2O中C原子以sp2杂化；HCN中含有2个σ键和2π键；CH2O中含有3σ键和1个π键 【例1】（09江苏卷21 A部分）（12分）生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气（主要成分为CO、CO2、H2等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为。甲醛分子的空间构型是；1mol甲醛分子中σ键的数目为。 解析与评价：甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；分子的空间构型为平面型；1mol甲醛分子中含有2mol碳氢δ键，1mol碳氧δ键，故含有δ键的数目为3N A 答案：sp2平面型3N A 【变式训练1】（09宁夏卷38）［化学—选修物质结构与性质］（15分） 已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题： （1）X与Z可形成化合物XZ3，该化合物的空间构型为____________; 2、价层电子对互斥模型 把分子分成两大类：一类是中心原子上的价电子都用于形成共价键。如CO2、CH2O、CH4等分子中的C 原子。它们的立体结构可用中心原子周围的原子数来预测，概括如下： ABn 立体结构范例 n=2 直线型CO2 n=3 平面三角形CH2O n=4 正四面体型CH4 另一类是中心原子上有孤对电子 ．．．．．．．．．．．．）的分子。如 ．．．．（未用于形成共价键的电子对 H2O和NH3中心原子上的孤对电子也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。因而H2O分子呈V型，NH3分子呈三角锥型。 练习2、应用VSEPR理论判断下表中分子或离子的构型。进一步认识多原子分子的立体结构。 化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数空间构型 H2S
第二章《分子结构与性质》单元测试卷 一、单选题(共15小题) 1.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体．人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是（） A． CH4和NH4+是等电子体，键角均为60° B． B3N3H6和苯是等电子体，1molB3N3H6和苯均有6mol非极性键 C． NH3和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D． BF3和CO32﹣是等电子体，均为平面正三角形结构 2.硫化氢(H2S)分子中两个共价键的夹角接近90°，其原因是() ①共价键的饱和性①S原子的电子排布①共价键的方向性①S原子中p轨道的形状A． ①① B． ①① C． ①① D． ①① 3.某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是() A．配合物中中心离子的电荷数和配位数均为6 B．该配合物可能是平面正方形结构 C． Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位 D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位 4.下列物质的分子中，没有π键的是() A． CO2 B． N2 C． CH≡CH D． HClO 5.电子数相等的粒子叫等电子体，下列粒子不属于等电子体的是（） A． CH4和NH4+ B． NO和O2 C． HCl和H2S D． NH2﹣和H3O+ 6.若AB n分子的中心原子上没有孤对电子，应用价层电子对互斥模型理论，判断下列说法正确的是（）
A． n=3时，则分子的立体构型为V形 B． n=2时，则分子的立体构型平面三角形 C． n=4时，则分子的立体构型为正四面体形 D． n=4时，则分子的立体构型为三角锥形 7.下列有关二氯化锡（SnCl2）分子的说法正确的是（） A．有一个σ键、一个π键 B．是直线形分子 C．中心原子Sn是sp2杂化 D．键角等于120° 8.下列说法正确的是() A．键能越大，表示该分子越容易受热分解 B．共价键都具有方向性 C．在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长 D．H—Cl键的键能为431.8 kJ·mol－1，H—Br键的键能为366 kJ·mol－1，这可以说明HCl比HBr 分子稳定 9.用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型（） A．正四面体形 B． V形 C．三角锥形 D．平面三角形 10.已知N—N、N==N、N≡N键能之比为 1.00①2.17①4.90，而C—C，C==C，C≡C键能之比为1.00①1.17①2.34。下列有关叙述，不正确的是() A．乙烯分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同 B．乙炔分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应 C．氮分子中的N≡N键非常牢固，不易发生加成反应 D．氮气和乙炔都易在空气中点燃燃烧 11.六氧化四磷分子中只含有单键，且每个原子的最外层均满足8电子稳定结构，则该分子中含有的共价键数目为() A． 10 B． 12 C． 24 D． 28
1.用价层电子对互斥理论预测H2O和BF3的立体结构，两个结论都正确的是( ) A.直线形，三角锥形 B.V形，三角锥形 C.直线形，正四面体形 D.V形，平面三角形 【解析】由于H2S分子中心原子S有未用于形成共价键的孤电子对，占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥使H2S分子呈V形；而BF3分子中心原子B的价电子都用于形成共价键，根据价层电子对互斥理论可知BF3为平面三角形，D正确。 【答案】D 2.下列微粒中，不含有孤电子对的是( ) A.H2O B.H3O+ C.NH3 D.NH4+ 【解析】分别写出其电子式 即可得出答案。 【答案】D 3.下列分子构型为正四面体的是( ) ①P2②NH3③CCl4④CH4⑤H2S ⑥CO2 A.①③④⑤ B.①③④⑤⑥ C.①③④ D.④⑤ 【解析】NH3是三角锥形、H2S是V形，CO2是直线形，故选C。 【答案】C 4.下列叙述正确的是( ) A.NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心[] https://www.doczj.com/doc/431793868.html,l4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心 C.H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央 D.CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央 【解析】NH3的N原子以sp3杂化，形成三角锥形结构，电荷分布不对称是极性分子。CCl4分子中C—Cl键为极性键，C原子采取sp3杂化，且无孤电子对，分子构型为正四面体形，C原子位于正四面体的中心。H2O分子中H—O键为极性键，O采取sp3杂化，且有两对孤电子对，分子构型为V形，整个分子电荷分布不对称，为极性分子。CO2分子中C采取
第二章《分子结构与性质》单元测试题一、单选题（每小题只有一个正确答案） 1．下列叙述正确的是（） 32- 中硫原子的杂化方式为sp 2 B 2 2 分子中含有 3个σ键和 2 个π键 A． SO．C H C． H2O分子中氧原子的杂化方式为sp2D． BF3分子空间构型呈三角锥形 2．氯的含氧酸根离子有ClO ---- 等，关于它们的说法不正确的是、 ClO 2、 ClO 3、 ClO 4 （） A． ClO4-是 sp3 杂化B． ClO3-的空间构型为三角锥形 C． ClO2-的空间构型为直线形D． ClO-中 Cl 显 +1价 3．下列描述中正确的是（） 2 V 形的极性分子 A． CS 为空间构型为 B．双原子或多原子形成的气体单质中，一定有σ 键，可能有π 键 C．氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子 2﹣3 杂化 D． HCN、SiF 4和 SO3的中心原子均为 sp 4．水是生命之源，下列关于水的说法正确的是（） A．水是弱电解质B．可燃冰是可以燃烧的水 C．氢氧两种元素只能组成水D．0℃时冰的密度比液态水的密度大 5．电子数相等的微粒叫做等电子体，下列各组微粒属于等电子体是（）A． CO和 CO2B． NO和 CO C ． CH4和 NH3D． OH-和 S2- 6．下列分子或离子中， VSEPR模型为四面体且空间构型为V 形的是 A． H2S B ． SO2 2-C ． CO2 D ． SO4 7．下列分子中只存在σ键的是 () A． CO2B．CH4C．C2H4D．C2H2 8． HBr 气体的热分解温度比HI 热分解温度高的原因是（） A． HBr 分子中的键长比HI 分子中的键长短，键能大 B． HBr 分子中的键长比HI 分子中的键长长，键能小 C． HBr 的相对分子质量比HI 的相对分子质量小 D． HBr 分子间作用力比HI 分子间作用力大 9．表述 1 正确，且能用表述 2 加以正确解释的选项是（） 表述1表述2 A在水中，NaCl 的溶解度比I 2的溶解度大NaCl晶体中Cl ﹣与Na+间的作用力
化学选修3第二章-分子结构与性质--教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第二章分子结构与性质 教材分析 本章比较系统的介绍了分子的结构和性质，内容比较丰富。首先，在第一章有关电子云和原子轨道的基础上，介绍了共价键的主要类型σ键和π键，以及键参数——键能、键长、键角；接着，在共价键概念的基础上，介绍了分子的立体结构，并根据价层电子对互斥模型和杂化轨道理论对简单共价分子结构的多样性和复杂性进行了解释。最后介绍了极性分子和非极性分子、分子间作用力、氢键等概念，以及它们对物质性质的影响，并从分子结构的角度说明了“相似相溶”规则、无机含氧酸分子的酸性等。 化学2已介绍了共价键的概念，并用电子式的方式描述了原子间形成共价键的过程。本章第一节“共价键”是在化学2已有知识的基础上，运用的第一章学过的电子云和原子轨道的概念进一步认识和理解共价键，通过电子云图象的方式很形象、生动的引出了共价键的主要类型σ键和π键，以及它们的差别，并用一个“科学探究”让学生自主的进一步认识σ键和π键。 在第二节“分子的立体结构”中，首先按分子中所含的原子数直间给出了三原子、四原子和五原子分子的立体结构，并配有立体结构模型图。为什么这些分子具有如此的立体结构呢？教科书在本节安排了“价层电子对互斥模型”和“杂化轨道理论”来判断简单分子和离子的立体结构。在介绍这两个理论时要求比较低，文字叙述比较简洁并配有图示。还设计了“思考与交流”、“科学探究”等内容让学生自主去理解和运用这两个理论。 在第三节分子的性质中，介绍了六个问题，即分子的极性、分子间作用力及其对物质性质的影响、氢键及其对物质性质的影响、溶解性、手性和无机含氧酸分子的酸性。除分子的手性外，对其它五个问题进行的阐述都运用了前面的已有知识，如根据共价键的概念介绍了键的极性和分子的极性；根据化学键、分子的极性等概念介绍了范德华力的特点及其对物质性质的影响；根据电负性的概念介绍了氢键的特点及其对物质性质的影响；根据极性分子与非非极性分子的概念介绍了“相似相溶”规则；根据分子中电子的偏移解释了无机含氧酸分子的酸性强弱等；对于手性教科书通过图示简单介绍了手性分子的概念以及手性分子在生命科学和生产手性药物方面的应用 第二章分子结构与性质 第一节共价键 第一课时 教学目标： 1．复习化学键的概念，能用电子式表示常见物质的离子键或共价键的形成过程。 2．知道共价键的主要类型δ键和π键。
第二章《分子结构与性质》单元测试题 一、单选题（每小题只有一个正确答案） 1．下列叙述正确的是（） A．SO32-中硫原子的杂化方式为sp2 B．C2H2分子中含有3个σ键和2个π键C．H2O分子中氧原子的杂化方式为sp2 D．BF3分子空间构型呈三角锥形 2．氯的含氧酸根离子有 ClO-、 ClO2- 、 ClO3-、 ClO4- 等，关于它们的说法不正确的是（） A．ClO4-是 sp3 杂化 B．ClO3- 的空间构型为三角锥形 C．ClO2-的空间构型为直线形 D．ClO- 中 Cl 显+1 价 3．下列描述中正确的是（） A．CS2为空间构型为V形的极性分子 B．双原子或多原子形成的气体单质中，一定有σ键，可能有π键 C．氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子 D．HCN、SiF4和SO32﹣的中心原子均为sp3杂化 4．水是生命之源，下列关于水的说法正确的是（） A．水是弱电解质 B．可燃冰是可以燃烧的水 C．氢氧两种元素只能组成水 D．0℃时冰的密度比液态水的密度大 5．电子数相等的微粒叫做等电子体，下列各组微粒属于等电子体是（） A．CO和CO2 B．NO和CO C．CH4和NH3 D． OH- 和S2- 6．下列分子或离子中，VSEPR模型为四面体且空间构型为V形的是 A．H2S B．SO2 C．CO2 D．SO42- 7．下列分子中只存在σ键的是 ( ) A．CO2 B．CH4 C．C2H4 D．C2H2 8．HBr气体的热分解温度比HI热分解温度高的原因是（） A．HBr分子中的键长比HI分子中的键长短，键能大 B．HBr分子中的键长比HI分子中的键长长，键能小 C．HBr的相对分子质量比HI的相对分子质量小 D．HBr分子间作用力比HI分子间作用力大 9．表述1正确，且能用表述2加以正确解释的选项是（）
第二章分子结构与性质 单元测试（1） 一．选择题（每题有1~2个正确答案） 1．对δ键的认识不正确的是 A．σ键不属于共价键，是另一种化学键 B．s-s σ键与s-p σ键的对称性相同 C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键 D．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同 2．σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是 A．H2 B．HCl C．Cl2 D．F2 3．下列分子中存在π键的是 A．H2 B．Cl2 C．N2 D．HCl 4．下列说法中，错误的是 A．键长越长，化学键越牢固 B．成键原子间原子轨道重叠越多，共价键越牢固 C．对双原子分子来讲，键能越大，含有该键的分子越稳定 D．原子间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键 5．能用键能知识加以解释的是 A．稀有气体的化学性质很不活泼B．HCl气体比HI气体稳定 C．干冰易升华D．氮气的化学性质很稳定 6．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知白磷（P4）和P4O6的分子结构如下图所示；现提供以下化学键的键能：P—P 198KJ·mol—1、P—O 360kJ·mol—1、O=O 498kJ·mol—1。则关于1mol P4和3mol O2完全反应（P4 + 3O2 = P4O6）的热效应说法正确的是 A．吸热1638 kJ B．放热1638 kJ C．放热126 kJ D．吸热126 kJ 7．下列物质属于等电子体一组的是 A．CH4和NH4+ B．B3H6N3和C6H6 C．CO2、NO2D．H2O和CH4 8．下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是 A．CO2 B．H2S C．PCl3 D．SiCl4 9．下列分子中，各原子均处于同一平面上的是 A．NH3 B．CCl4 C．H2O D．CH2O 10．下列分子中心原子是sp2杂化的是 A．PBr3 B．CH4 C．BF3 D．H2O 11．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是 A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键 B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键 C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键12．有关苯分子中的化学键描述正确的是 A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键 B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
绝密★启用前 2019-2020年第二学期人教版高中化学选修三第二章分子结构与 性质单元测试题 本试卷共100分，考试时间90分钟。 一、单选题(共15小题,每小题3.0分,共45分) 1.已知1 mol气态基态氢原子完全结合形成氢气时，释放的最低能量为218 kJ·mol－1，下列说法正确的是() A． H—H键的键能为218 kJ·mol－1 B． H—H键的键能为436 kJ·mol－1 C． 1 mol气态氢原子的能量低于0.5 mol H2的能量 D． 1 mol H2完全分解至少需要218 kJ的能量 2.具有相同原子数和价电子数的微粒之间互称等电子体，等电子体往往具有相似的空间构型，以下各组粒子不能互称为等电子体的是（） A． CO和N2 B． N2H4和C2H4 C． O3和SO2 D． CO2和N2O 3.下列各组物质中，所有化学键都是共价键的是（） A． H2S和Na2O2 B． H2O2和CaF2 C． NH3和N2
D． HNO3和NaCl 4.下列关于共价键的说法，正确的是（） A．分子内部一定会存在共价键 B．由非金属元素组成的化合物内部一定全是共价键 C．非极性键只存在于双原子单质分子中 D．离子化合物的内部可能存在共价键 5.下列不属于共价键成键因素的是() A．共用电子对在两原子核之间高概率出现 B．共用的电子必须配对 C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子核体积大小要适中 6.关于CO2与CS2的下列说法正确的是（） A．它们互为等电子体 B． CO2为直线形而CS2为V形 C．它们分子中的化学键类型不同 D． CS2比CO2稳定 7.某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是() A．配合物中中心离子的电荷数和配位数均为6 B．该配合物可能是平面正方形结构 C． Cl－和NH3分子均与Pt4＋配位 D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位
2020届高三化学选修三物质结构与性质常考题型 ——立体结构和杂化类型判断.DOC 【方法和规律】 1、立体构型的判断方法——价层电子对互斥理论 (1)中心原子价层电子对数===σ键电子对数＋孤电子对数 (2)2中心原子的数中心原子的价层和 配位原子的化合价的总价电子数电子对+= 2 中心原子的数中心原子的价层和 配位原子的化合价的总最外层电子数电子对+= 【微点拨】①配位原子是指中心原子以外的其它原子 (即与中心原子结合的原子) ②若是离子，则应加上或减去与离子所带的电荷数 (阴加阳减) ③氧、硫原子若为配位原子，则其化合价规定为"零”，若为中心原子，则价电子数为6 (3)价层电子对互斥理论判断分子空间构型的具体方法 价层电子对数目 电子对排布方式 电子对的空间构型(VSEPR 模型) 孤电子对数 分子的立体结构 常见实例 2 直线形 0 直线形 CO 2 1 直线形 3 平面正三角形 0 正三角形 BF 3 1 V 形 SO 2 2 直线形 4 空间正四面体 正四面体 CH 4 1 三角锥 NH 3 2 V 形 H 2O 3 直线形 ClO — (4)分子或离子 中心原子 价层电子对数 δ键电子对数 孤电子对数 电子对构型 分子构型 中心原子杂化类型 CO 2 BeCl 2 BF 3 SO 3 SO 2 CH 4 NH 3 PCl 3 H 2O NO 3— SO 32— NH 4+
PO43— H3O+ 2、中心原子的杂化类型判断 规律：杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数 价层电子对数杂化方式 4 sp3杂化 3 sp2杂化 2 sp杂化 技巧1：ABn型的分子或离子，用 中心原子的 数 中心原子的价层 和 配位原子的化合价的总 价电子数 电子对 + =， 来迅速判断(见上表) 技巧2：若有多个中心原子时，则根据：“杂化轨道数==价层电子对数==σ键电子对数＋孤电子对数”来判断如：三聚氰胺分子的结构简式如图所示，分析氮原子、碳原子的杂化类型 杂化类型价层电子对数σ键电子对 数孤电子对数孤电子对数确定方法 环外氮原子sp3 4 3 1 氮原子最外层有5个电子，形成了3 对共用电子对，则有一对孤对电子环上氮原子sp2 3 2 1 环上碳原子sp2 3 3 0 碳原子最外层4个电子，形成了4对共用电子对，所以碳上无孤对电子 ①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化 ②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化 ③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化 技巧4：根据杂化轨道之间的夹角判断 ①若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化 ②若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化 ③若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化 技巧5：根据等电子原理进行判断 CO2是直线形分子，CNS－、N－3与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp杂化 技巧6：根据分子或离子中有无π键及π键数目判断 没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含两个π键为sp杂化 【真题感悟】 1、[2019·全国卷Ⅰ·节选] 乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是_______ 2、[2019·全国卷Ⅱ·节选] 元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为________ 3、[2019·全国卷Ⅲ·节选] NH4H2PO4中，电负性最高的元素是________；P的________杂化轨道与O的2p轨道 形成________键 4、[2019·江苏卷·节选] SO42—的空间构型为____________，抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的轨道 杂化类型为____________
《分子结构与性质》单元检测题 一、单选题 1．类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是 A．NaCl与浓H 2SO 4 加热可制HCl，推测NaBr与浓H 2 SO 4 加热可制HBr B．SiH 4的沸点高于CH 4 ，推测H 3 P的沸点高于NH 3 C．Fe与Cl 2反应生成FeCl 3 ，推测Fe与I 2 反应生成FeI 3 D．CO 2是直线型分子，推测CS 2 也是直线型分子 2．下列各组微粒中，都互为等电子体的是 A．CO、NO、NaH、N 2B．SO 2 、NO2+、N3-、OCN- C．CO 32-、NO 3 -、BCl 3 D．SiF 4 、SiO 4 4-、SO 3 2-、PO 4 3- 3．下列描述中正确的是 A．CS 2 为V形的极性分子 B．ClO 3 -的空间构型为平面三角形 C．SF 6 中有6对完全相同的成键电子对 D．SiF 4 和S的中心原子均为sp2杂化 4．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl 4 中溶解度很大，这是因为（） A．CCl 4与I 2 分子量相差较小，而H 2 O与I 2 分子量相差较大 B．CCl 4与I 2 都是直线型分子，而H 2 O不是直线型分子 C．CCl 4和I 2 都不含氢元素，而H 2 O中含有氢元素 D．CCl 4和I 2 都是非极性分子，而H 2 O是极性分子 5．某物质的实验式为PtCl 4·2NH 3 ，其水溶液不导电，加入AgNO 3 溶液反应也不产生沉淀，用 强碱处理并没有NH 3 放出，则下列有关说法中正确的是 A．NH 3与NO 3 -中氮原子的杂化方式相同B．配合物中心离子的电荷数和配位数均为4 C．PtCl 4·2NH 3 的立体构型为正八面体形D．Cl－和NH 3 分子均与中心离子Pt4＋配位 6．设N A 为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A．标准状况下，1mol金刚石中含有的C–C键数目为4N A B．1mol SiO 2晶体中含有的Si–O键数目为2N A C．80g SO 3中，中心原子S的价层电子对中，孤电子对数为N A D．常温常压下，1mol CH 2=CHCHO中，含有的σ键数目为7N A
合理药物设计(rational drug design) 依据与药物作用的靶点即广义上的受体，如酶、受体、离子通道、抗原、病毒、核酸、多糖等，寻找和设计合理的药物分子。主要通过对药物和受体的结构在分子水平甚至电子水平上全面准确地了解，进行基于结构的药物设计和通过对靶点的结构功能与药物作用方式及产生生理活性的机理的认识进行基于机理的药物设计。合理药物设计是化学、生物学、数学、物理学以及计算机科学交叉的产物,是在社会对医药需求的强大推动下逐步发展起来的,主要应用各种理论计算方法和分子图形模拟技术来进行合理药物设计。合理药物设计方法包括3 类：①基于配体的药物设计②基于受体结构的药物设计③基于药物作用机理的药物设计。 1. 基于配体的药物设计方法 合理药物分子设计必须在已知受体结构模型的条件下才能进行但到目前为止许多已知药物作用的受体结构是未知的在未知受体结构时应用合理药物设计的原理和概念开始药物设计也有了不少的尝试, 这方面的研究大致可分为两类；探索系列小分子药物三维结构与活性的关系---主要有3D-QSAR；根据已知药物结构反推受体结构模型, 再行合理药物设计，如药效团模型(Pharmacophore Modeling)方法。 1.1 定量构效关系(3D-QSAR) 从对药物与受体相互作用的研究可以知道药物的作用是依赖自身空间形状的, 其与受体的作用一般为非共价性质虽然在未知受体结构时无法进行常规意义上的合理药物设计, 但可以在对已知药物研究的基础上进行受体形状推测（receptor-mapping）, 将与药物本身形状有关的参数引入到定量构效关系中, 称之为3D-QSAR。该方法是基于被研究的分子结合在同一个靶标生物大分子的相同部位的基本假定，将药物的结构信息、理化参数与生物活性进行拟合计算，建立合理的定量关系的数学模型，再以此关系设计新的化合物。不同方法采用不同的结构性质来确定构效关系。
药物分子设计的发展 陈凯先Ξ 罗小民 蒋华良 (上海药物研究所 上海 200031) 摘要 简要回顾了药物分子设计的发展,重点评述了间接药物设计方法和直接药物 设计方法,并列举了若干药物分子设计的成功例子,最后提出了该领域在21世纪的 发展前景。 关键词 药物分子设计,发展,展望 新药的寻找迄今为止仍是一件耗资巨大而效率很低的工作,迫切需要应用新的理论方法和技术加以改进。药物分子设计就是在这种社会需求的强大推动下逐步发展起来的。 药物分子设计作为一个独立和明确的研究领域,始于20世纪60年代,迄今已有40年。值此世纪交替之际,谨就药物分子设计的发展,作一简单的回顾和展望。 很久以前,药物分子设计就已成为人们的美好梦想。但是,直到物理学、化学、计算机科学和现代生物学有了充分的发展之后,药物分子设计才具有现实的可能性。 1 药物分子设计的发展 1894年,Emil Fischer提出了药物作用的“锁钥原理”,即药物作用于体内特定部位,有如钥匙与锁的关系。这一思想虽然过于简单粗糙,但是其基本思路至今仍然富有活力和价值。 从20世纪60年代以来,经过40年的不断探索和努力,现代药物设计的策略和方法已经大为丰富,基本可以分成两大类:间接药物设计和直接药物设计。 1.1 间接药物设计 这类方法是从一组小分子(例如几十个)化合物的结构和生物活性数据出发,研究其结构2活性关系的规律,在此基础上预测新化合物的生物活性(药效)和进行高活性分子的结构设计。在药物设计研究的早期(60—80年代),人们对于药物作用的靶标分子大多缺乏了解,只能从药物小分子化合物的结构和活性出发,去归纳和认识药物分子的构2效关系,因此,间接药物设计成为这一时期药物设计研究的主要方法。 定量构效关系(Quantitative Structure-Activity Relationship,QS AR)是一种重要的间接药物设计方法。最早的QS AR方法由Hansch于1962年提出。它对一组小分子化合物的理化参数2000年 中国科学院 院 刊 第4期Ξ中国科学院院士,上海药物研究所所长 收稿日期:2000年6月20日
湖北黄石二中选修 3 第一章《原子结构与性质》单元测试题 试卷满分： 150 分 时间： 120 分钟 2010.12.23 选择题 (每小题有一个或者两个正确答案，每小题 2 分，共 60 分) 1.第三周期元素的原子，其最外层 p 能级上仅有一个未成对电子，它最高价氧化物对应的水 化物的酸根离子是 2－ － － － A.RO 3 B ． RO 5 C ． RO 4 D ． RO 4 2.下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是 A. K 、 Na 、 Li B ． Al 、 Mg 、 Na C.N 、O 、C D ．Cl 、 S 、P 3.基态原子的第 5 电子层只有 2 个电子，则该原子的第四电子层中的电子数肯定为 A.8 个 B ．18 个 C ．8～ 18 个 D ． 8～32 个 4.下列关于稀有气体的叙述不正确的是 A. 各原子轨道电子均已填满 B. 其原子与同周期Ⅰ A 、Ⅱ A 族阳离子具有相同的核外电子排布 C. 化学性质非常不活泼 D.同周期中第一电离能最大 5.下列电子排布式中，原子处于激发状态的是 A.1s 22s 22p 5 B.1s 2 2s 22p 43s 2 C.1s 22s 22p 6 3s 23p 63d 44s 2 D.1s 22s 2 2p 63s 23p 63d 3 4s 2 6.下列元素中价电子排布不正确的是 A.V ： 3d 34s 2 B. Cr ：3d 44s 2 C.Ar ： 3s 23p 6 D.Ni ：3d 84s 2 7.下列说法中正确的是 A. 因为 p 轨道是“ 8”字形的，所以 p 电子走“ 8”字形 B. 主量子数为 3 时，有 3s 、 3p 、 3d 、3f 四个轨道 C. 基态铜原子有 8 个能级 D .原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 8.A 和 M 为两种元素，已知 A 位于短周期，且 A 2－ 与 M ＋ 的电子数之差为 8，则下列说法正 确的是 A. A 和 M 原子的电子总数之和可能是 11 B.A 和 M 的原子序数之和为 8 C.A 和 M 原子的最外层电子数之和为 8 D.A 和 M 原子的最外层电子数之差为 7 9.具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是 A. 两种原子的电子层上全部都是 s 电子 B. 3p 上只有一个空轨道的原子和 3p 亚层上只有一个未成对电子的原子 C. 最外层电子排布为 2s 22p 6 的原子和最外层电子排布为 2s 22p 6 的离子 D. 原子核外 M 层上的 s 亚层和 p 亚层都填满了电子，而 d 轨道上尚未有电子的两种原子 10.同一主族的两种元素的原子序数之差可能为 A.6 B ． 12 C ． 26 D ． 30 11.A 、 B 属于短周期中不同主族的元素， A 、B 原子的最外层电子中，成对电子和未成对电 子占据的轨道数相等，若 A 元素的原子序数为 a ，则 B 元素的原子序数为 A. a －4 B ． a － 5 C ． a ＋ 3 D ． a ＋ 4 12.用 R 代表短周期元素， R 原子最外层的 p 能级上的未成对电子只有 2 个。下列关于 R 的 描述中正确的是 A.R 的氧化物都能溶于水 B.R 的最高价氧化物所对应的水化物都是 H 2RO 3 C. R 都是非金属元素 D.R 的氧化物都能与 NaOH 溶液反应 13.A 、B 、 C 、 D 四种短周期元素的原子半径依次减小， A 与 C 的核电荷数之比为 3∶4， D 能分别与 A 、 B 、 C 形成电子总数相等的分子 X 、 Y 、 Z 。下列叙述正确的是 A.X 、 Y 、 Z 的稳定性逐渐减弱 B.A 、 B 、 C 、D 只能形成 5 种单质 C. X 、 Y 、 Z 三种化合物的熔、沸点逐渐升高 D. 自然界中存在多种由 A 、 B 、 C 、 D 四种元素组成的化合物 14.国际无机化学命名委员会将长式元素周期表原先的主、副族及族序序号取消，从左往右 改为第 18 列，碱金属为第 1 列，稀有气体为第 18 列。按这个规定， 下列说法不正确 的是 ．．． A. 只有第 2 列元素的原子最外层有 2 个电子 B.第 14 列元素形成的化合物种类最多 C. 第 3 列元素种类最多 D.第 16、17 列元素都是非金属元素