大学化学基础 第3章 分子结构2
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1 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃
第一节 烯烃和炔烃
单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为CnH2n。炔烃是含有(triple bond) 的不饱和开链烃。炔烃比碳原子数目相同的单烯烃少两个氢原子,通式CnH2n-2。
一、烯烃和炔烃的结构
乙烯是最简单的烯烃, 乙炔是最简单的炔烃,现已乙烯和乙炔为例来讨论烯烃和炔烃的结构。
(一)乙烯的结构
分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键C=C,是由一个σ 键和一个 π 键构成。现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上, 彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。
乙烯:
C-C σ键
4C-H σ键 2
在乙烯分子中,两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键,又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠,形成四个C-Hσ键,五个σ键都在同一平面上。每个碳原子剩下的一个py轨道,它们平行地侧面重叠,便组成新的分子轨道,称为π轨道。
其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个 π键组成的。双键一般用两条短线来表示,如:C=C,但两条短线含义不同,一条代表σ键,另一条代表 π 键。π键重叠程度比σ键小,不如σ键稳定,比较容易破裂。
(二)乙炔的结构
乙炔的分子式是C2H2,构造式H-C≡C-C,碳原子为sp杂化。
两个sp杂化轨道向碳原子核的两边伸展,它们的对称轴在一条直线上,互成180°。
在乙炔分子中,两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠,形成一个C-Cσ键,每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成C-Hσ键。 3
18-19第3章第2节DNA分子的结构
学习目标 知识概览
1.了解科学家构建模型的研究历程,体会持之以恒的奋斗精神。
2.理解并掌握DNA分子的双螺旋结构模型的特点。(重点)
3.学习制作DNA双螺旋结构模型,进一步理解其结构特点并掌握有关的计算规律。(难点)
[自 主 预
习·探 新 知]
【一】DNA双螺旋结构模型的构建
1.构建者:沃森和克里克。
2.构建过程
3.新模型的特点及意义
(1)特点:A—T碱基对与G—C碱基对具有相同的形状和直径,这样组成的DNA分子具有稳定的直径。
(2)意义
①能解释A、T、G、C的数量关系。
②能解释DNA的复制。
③模型与X射线衍射照片完全相符。
【二】DNA分子的结构
1.结构图示
2.图示解读
基本组成元素 C、H、O、N、P
组成物质 [①]碱基,[②]脱氧核糖,[③]磷酸
基本组成单位 [④]脱氧核苷酸,共4种
整体结构 由两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构
结构
特点 外侧 由脱氧核糖和磷酸交替连接组成基本骨架
内侧 碱基之间通过氢键连接;遵循碱基互补配对原那么,即T(胸腺嘧啶)一定与[⑥]腺嘌呤配对,C(胞嘧啶)一定与[⑦]鸟嘌呤配对
[基础自测]
1.判断对错
(1)组成DNA分子的基本单位是4种脱氧核苷酸,其中所含的碱基是A、U、G、C。( )
(2)在DNA分子中一定存在如下关系C===T,A===G。( )
(3)双链DNA分子中的每个磷酸都与2个五碳糖连接。( )
提示:(1)× U(尿嘧啶)只在RNA中含有,DNA中含有的是T(胸腺嘧啶)。
(2)× 在DNA分子双链上,A和T配对,C与G配对,一定存在关系:A=T,G=C。
(3)× 双链DNA分子中大多数磷酸与2个五碳糖连接,位于末端的磷酸只与1个五碳糖连接。
2.以下关于威尔金斯、沃森和克里克、富兰克林、查哥夫等人在DNA分子结构构建方面的突出贡献的说法中,正确的选项是( )
第1页 第二章 分子结构与性质练习
一、 选择题(每小题只有一个....选项符合题意)
1、有关乙烷,乙烯、乙炔和苯分子中的化学键描述不正确的是( )
A.乙烷中两个碳原子采用sp3杂化方式
B.乙烯两个碳原子采用sp2杂化方式
C.乙炔中每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键
D.苯分子中每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
2、下列物质变化时,需克服的作用力不属于化学键的是( )
A.HCl溶于水 B.I2升华
C.H2O电解 D.烧碱熔化
3、氨气溶于水时,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为 (
)
4、已知Zn2+的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道,那么[ZnCl4]2-的空间构型为( )
A.直线形 B.平面正方形 C.正四面体形 D.正八面体形
5、碘单质在水溶液中溶解度很小,但在CCl4中溶解度很大,这是因为( )
A.CCl4与I2分子量相差较小,而H2O与I2分子量相差较大
B.CCl4与I2都是直线型分子,而H2O不是直线型分子
C.CCl4和I2都不含氢元素,而H2O中含有氢元素
D.CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分子
6、下列关于σ键和π键的理解不正确的是 ( )
A.σ键一般能单独形成,而π键一般不能单独形成
B.σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转
C.σ键电子云的重叠程度比π键大,所以σ键比π键稳定
D.碳碳双键中有一个σ键,一个π键,碳碳叁键中有两个σ键,一个π键
7、下列物质的性质与氢键无关的是 ( )
A.冰的密度比液态水的密度小
B.NH3易液化, NH3极易溶于水
C.NH3分子比PH3分子稳定
章末综合测评(二) 化学键与分子间作用力
(时间90分钟,满分100分)
一、选择题(本题包括16个小题,每小题3分,共48分)
1.下列各组物质中,都属于共价化合物的是( )
A.H2S和Na2O2 B.H2SO4和HClO
C.NH3和N2 D.H2O2和CaF2
B [A项中过氧化钠是离子化合物;B项中均是共价化合物;C项中N2是单质;D项中CaF2是离子化合物。]
2.在HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4这一组分子的共价键形成方式分析正确的是( )
A.都是σ键,没有π键 B.都是π键,没有σ键
C.既有σ键,又有π键 D.除CH4外,都是σ键
A [题给分子中没有双键或叁键结构,故所含共价键都是σ键,没有π键。]
3.老鼠能在多氟碳化物溶液内部潜水游动,科学家预测多氟碳化物可能成为血液替代品。全氟丙烷(C3F8)是一种常见的多氟碳化物,下列对该物质的叙述中正确的是( )
A.全氟丙烷的电子式为
B.原子半径C比F的小
C.全氟丙烷分子中的化学键只有共价键
D.全氟丙烷分子中既含σ键又含π键
C [A项,F原子在全氟丙烷分子中满足8电子稳定结构,A错;B项,C原子半径比F原子半径大,B错;C项,正确;D项,全氟丙烷分子中只含有σ键,不含有π键,D错。]
4.现有如下说法:①在水中氢、氧原子间均以化学键相结合 ②金属元素和非金属元素化合形成离子键 ③离子键是阳离子、阴离子的相互吸引 ④根据电离方程式HCl===H++Cl-判断,HCl分子中存在离子键 ⑤H2分子和Cl2分子的反应过程是H2、Cl2分子中共价键发生断裂生成氢、氯原子,而后氢、氯原子形成离子键的过程
上述说法正确的是( )
A.①②⑤ B.都不正确
C.④ D.②③④⑤
B [水中既存在分子内氢、氧原子之间的相互作用,也存在不同分子间的氢、氧原子之间的相互作用,只有分子内氢、氧原子之间的相互作用是化学键,故①叙述不正确。离子键不是存在于任何金属和非金属微粒间,只有活泼金属元素和活泼非金属元素化合时,才可形成离子键,故②叙述不正确。离子键是阳离子、阴离子间的静电作用,包括静电引力和静电斥力,故③叙述不正确。HCl属于共价化合物,分子中不存在离子键,故④叙述不正确。化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程,但氢、氯原子形成的是共价键,而不是离子键,故⑤叙述不正确。]