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无机化学
1.6 项目3 分子结构
项目3 分子结构

【学习目标】

掌握:离子键、共价键和金属键三种化学键的本质、形成过程及其基本特点。

了解:价键理论、杂化轨道理论的要点;分子间作用力及氢键对物质性质的影响。

案例导入

物质靠什么力量结合在一起,古代先哲们早有明确答案。春秋时期《国语》曾经记载,“夫和实生物,同则不继”,认为相异的物质是相互结合的条件。古希腊哲学家恩培多克勒(Empedocles)借喻人的感情以“爱”和“憎”来说明物质结合的原因。公元十三世纪德国神学家、科学家、元素砷的发现者马格努斯(Magnus)借喻人的“姻亲”关系,认为类似的物质之间具有较强的“亲合性”而易于结合,并第一次提出“亲合力”概念,以表征物质结合的难易程度。这就是化学键概念的萌芽。

1803年,英国化学家、物理学家道尔顿提出所有物质都是由原子组成的假设。但原子是如何结合成为分子和化合物的呢? 早期化学家假设原子之间有一种神秘的钩相互勾住。这种设想一直延续至今。现代化学键的“键”字仍然保留着最原始“钩”的意思。经过化学家和物理学家多年的探索,现在化学“钩”(键)的本质已基本弄清楚,原子或原子团之间的相互作用力是化学键,分为离子键、共价键、金属键等。

问题:1.化学键的本质是什么?

2.原子如何通过化学键结合成不同结构的分子?

几乎每个人都有过使用药物来预防或治疗某种疾病的经历,我们不禁要问:为什么这些“神奇子弹”能够具有特定的疗效? 它们的生物活性与其化学结构之间有什么样的联系? 例如,cis-Pt[Cl2(NH32](顺铂)是目前临床广泛应用的抗肿瘤化疗药物,而其异构体trans-Pt[Cl2(NH32]却没有抗肿瘤活性。如何理解其中的构效关系呢? 这就需要从微观层面来认识药物分子。分子是保持物质基本化学性质的最小微粒,分子是由原子组成的。在化学反应中,原子和原子为什么可以相互结合成分子? 原子之间的结合力是什么? 原子在空间的排列方式是怎样的? 下面的学习内容会帮助我们回答这些疑问。

分子是参与化学反应的基本单元,物质的性质主要决定于分子的性质,分子的性质又是由分子的内部结构决定的。因此,研究分子的内部结构,对了解物质的性质和化学反应规律有极其重要的作用。

物质的分子是由原子结合而成的,说明原子之间存在着强烈的相互作用力。分子(或晶体)中相邻原子之间强烈的作用称为化学键。根据原子间这种吸引作用性质的不同,化学键可分为离子键、共价键、金属键三种基本类型。化学键的类型和强弱是决定物质化学性质的重要因素。