化合物結(jié)構(gòu)
化學(xué)試劑,九料化工商城 / 2020-11-17
我們來觀察原子為什么能結(jié)合在一起并形成化合物，了解到離子鍵和共價(jià)建可以通過電子與原子核間的靜電相互作用來解釋，見到有關(guān)電子怎樣成鍵的各種描繪方式，以及探討怎樣來說明分子的形成，研究為什么分予具有特定的形狀，并認(rèn)識(shí)雙鍵、芳香族分子和金屬的一些特性.
引言
我們周團(tuán)世界的物質(zhì)這么豐富是由于原子聚集起來形成多種分子的結(jié)果。分子系由原子以一定的排列組成的，這種觀點(diǎn)是在十九世紀(jì)期間通過在實(shí)驗(yàn)室中認(rèn)真觀察和測(cè)量的結(jié)果產(chǎn)生的現(xiàn)代技術(shù)帶來了在論證上本質(zhì)的大變革。起初提出分子是為子解釋觀察到的結(jié)合在一起的元素的質(zhì)量關(guān)系，也為了說明所觀察的化學(xué)反應(yīng)以及范圍廣泛的有機(jī)物質(zhì)(見補(bǔ)充2-1)現(xiàn)在我們能夠直接觀察到分子，在圖2-1中示出的是通常用電子顯微鏡所能得到的分子圖象的一種例子。正如所見的圖象，原子在分子中像繞的線一樣.
補(bǔ)充2-1分子概念的發(fā)展
分子這個(gè)名稱是阿伏加德羅( Avogadro)引入的，意指微小質(zhì)量的物質(zhì)，拉丁文叫作摩爾。采用短線符號(hào)如H-C1表示化學(xué)鍵是在1858年開始的，庫(kù)珀(A，S. Couper)在他的論文中引用了這個(gè)符號(hào)，也是引進(jìn)了我們現(xiàn)在稱為“結(jié)構(gòu)式”的表示方法，“分子結(jié)構(gòu)“最早的文獻(xiàn)似應(yīng)為1861年由俄國(guó)化學(xué)家布特列羅夫( Butlerov)發(fā)表的，1865年開始采用“球和棍子”來表示分子模型，由此以后〔凱庫(kù)勒( Kekule)在那時(shí)已提出了他的苯結(jié)構(gòu)式〕分子這個(gè)概念就不僅指具有一定的望成而且也指具有一定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)而為大家所確認(rèn).
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一旦認(rèn)識(shí)了原子結(jié)構(gòu)，就可以試圖對(duì)分子結(jié)構(gòu)和鍵的構(gòu)成進(jìn)行解釋.路易斯(G.N. Lewis)(生于1875年)作出一個(gè)重要的貢獻(xiàn)，證了分子中電子對(duì)的重要性量子力學(xué)使成鍵原理的合理化論證主應(yīng)歸功于1.波林( Linus Pauling)(生于1901年，他被排斥作為個(gè)羅得艾蘭州( Rhodes Scholar)的學(xué)者，但終于獲得化學(xué)及保衛(wèi)和平兩項(xiàng)諾貝爾( Nobel)獎(jiǎng)).通過他的著作“化學(xué)鍵本質(zhì)”一書對(duì)化學(xué)上的觀念產(chǎn)生巨大的影響.化學(xué)鍵的現(xiàn)代研究依靠于對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖2-1血紅蛋白的電子顯細(xì)的實(shí)驗(yàn)測(cè)定，采用光儀器或線行射，以及用計(jì)算機(jī)作理論上快以微鏡圖象a精細(xì)辨析。現(xiàn)在我們已經(jīng)能夠計(jì)算復(fù)雜分子中電子排布的詳細(xì)情況，并推測(cè)它們的鍵角和鍵長(zhǎng)，尚未解決的主要問題是它們的反應(yīng)性能測(cè)，不過即使那樣復(fù)雜的問題也正開始變?yōu)榭赡?，盡管我們已經(jīng)掌握了這么高的計(jì)算功能，但在說明解和應(yīng)用這些結(jié)論的問題上仍舊存在著相當(dāng)?shù)囊螂y.
主要的問題是為什么會(huì)形成化合物，以及分子為什么有這些特征構(gòu)形。有關(guān)化學(xué)的這個(gè)領(lǐng)域稱為化學(xué)價(jià)論。我們必須說明為什么某些原子(情性氣體的那些原子)只發(fā)現(xiàn)極少的化合物，而其它的原子，特別是碳原子很易于構(gòu)成鏈或環(huán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的化合物，我們也應(yīng)研這究。
為什么有的分子是直線形的(像CO2)而其它的分子則是彎形的(例如H2O)，有一些原子并不形成唯一的很確定的分子，而是連結(jié)在一起形成巨大的陣列。食鹽是一個(gè)例子，金剛石是另一個(gè)例子，在圖2-2中以分子模型圖表示分子結(jié)構(gòu)形象的輪廊。大體按照原子的比例畫出，故從圖例可得出分子輪廊大小的印象。
在圖示中最小的分子是氫。因?yàn)樗蓛蓚€(gè)相同的原子組成，故稱為同核雙原子分子，氧分子也是一個(gè)同核雙原子分子，氧分子比氫分子大得多，因?yàn)檠醴肿佑休^多的電子圍繞著這兩個(gè)原子核。氯化氫分子是異核雙原子分子的一個(gè)例子，注意這兩個(gè)原子的大小有很大的差別。水、氨和甲烷是多原子分子的簡(jiǎn)單例子。苯分子在有機(jī)化學(xué)中是最重要的分子之一，因?yàn)樗欠枷慊衔锏哪阁w，它意外地具有很高的穩(wěn)定性。實(shí)際上分子結(jié)構(gòu)的極端復(fù)雜性可以用選傳物質(zhì)(DNA)的結(jié)構(gòu)來表明，圖例中只表示出這個(gè)巨大分子的一個(gè)片段。DNA的復(fù)性和大小與它的功能有關(guān):它必須將精細(xì)編碼結(jié)構(gòu)的訊息從這一代傳遞到下一代。
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