第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：原子與分子第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三章固體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第四章元素周期律與化學(xué)鍵第五章配合物化學(xué)第六章超分子化學(xué)前沿01第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：原子與分子第1頁引入：元素周期表中的奧秘化學(xué)反應(yīng)的微觀本質(zhì)氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫的實例引入化學(xué)鍵的形成過程展示原子核外電子的躍遷與化學(xué)鍵的形成實驗現(xiàn)象與理論解釋實驗室中點燃氫氣產(chǎn)生淡藍色火焰，觀察白霧生成化學(xué)鍵的本質(zhì)引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)鍵的本質(zhì)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系能量變化與化學(xué)鍵氯化氫的生成熱為-92.3kJ/mol，反應(yīng)中電子躍遷的能量變化光譜分析的應(yīng)用通過氫原子光譜分析，解釋玻爾模型與量子力學(xué)模型的差異第2頁分析：原子結(jié)構(gòu)的微觀世界氫原子光譜的實驗觀察氫原子光譜的實驗觀察與理論解釋玻爾模型的局限性玻爾模型無法解釋多電子原子光譜，展示其局限性量子力學(xué)模型的突破量子力學(xué)模型通過電子云概率分布解釋氫光譜氫原子能級躍遷氫原子第一激發(fā)態(tài)能量為10.2eV，光譜線中可見光區(qū)域的巴爾末系實驗數(shù)據(jù)與理論對比通過實驗數(shù)據(jù)對比，展示玻爾模型與量子力學(xué)模型的差異量子力學(xué)模型的應(yīng)用量子力學(xué)模型適用于所有原子體系，解釋光譜線第3頁論證：化學(xué)鍵的類型與性質(zhì)離子鍵與共價鍵的形成NaCl與CCl4的對比，展示離子鍵與共價鍵的形成過程離子鍵的穩(wěn)定性NaCl熔點801℃（離子鍵），展示離子鍵的穩(wěn)定性共價鍵的多樣性CCl4熔點-23℃（分子間作用力），展示共價鍵的多樣性化學(xué)鍵的強度定量分析離子鍵與共價鍵的結(jié)合能差異鍵長與鍵能的關(guān)系C-Cl鍵長為1.77?，結(jié)合能498kJ/mol，展示鍵長與鍵能的關(guān)系化學(xué)鍵的類型離子鍵、共價鍵、金屬鍵的對比分析第4頁總結(jié)：物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律VSEPR理論的基本原理總結(jié)VSEPR理論對分子構(gòu)型的預(yù)測能力分子構(gòu)型的實驗驗證通過實驗數(shù)據(jù)驗證VSEPR理論的準確性分子極性的影響H2O為V形，CH4為正四面體，展示分子極性的影響鍵角與分子構(gòu)型H2O鍵角為104.5°，CH4鍵角為109.5°，展示鍵角與分子構(gòu)型的關(guān)系VSEPR理論的應(yīng)用VSEPR理論在藥物設(shè)計、材料科學(xué)中的應(yīng)用分子構(gòu)型的預(yù)測通過VSEPR理論預(yù)測未知分子的構(gòu)型02第二章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第5頁引入：分子的三維構(gòu)型分子極性的概念通過CO2與O3的毒性差異引入分子極性的概念分子毒性的實驗數(shù)據(jù)CO2的毒性LD50為4250mg/kg，O3的毒性LD50為0.9mg/m3分子構(gòu)型的差異CO2為線性非極性分子，O3為彎曲極性分子電荷分布的差異CO2的電荷分布對稱，O3的電荷分布不對稱分子極性的影響分子極性對生物活性的影響分子構(gòu)型的3D模型3D模型演示CO2與O3的分子構(gòu)型差異第6頁分析：分子間作用力氫鍵的形成機制通過冰的融化現(xiàn)象解釋氫鍵的強度與作用范圍氫鍵的實驗數(shù)據(jù)水熔點0℃（氫鍵），H2O2熔點-0.43℃（無氫鍵）氫鍵的強度氫鍵的強度介于化學(xué)鍵與分子間作用力之間氫鍵的作用范圍氫鍵的作用范圍與分子構(gòu)型相關(guān)氫鍵的應(yīng)用氫鍵在生物大分子結(jié)構(gòu)中的作用氫鍵的定量分析通過實驗數(shù)據(jù)定量分析氫鍵的強度與作用范圍第7頁論證：分子光譜與結(jié)構(gòu)分析紅外光譜的原理利用紅外光譜區(qū)分乙醇與甲醚乙醇的紅外光譜乙醇在3400cm?1處有O-H伸縮振動甲醚的紅外光譜甲醚在3200cm?1處無O-H伸縮振動紅外光譜的分析通過紅外光譜分析分子中的官能團紅外光譜的應(yīng)用紅外光譜在有機化學(xué)中的應(yīng)用紅外光譜的定量分析通過紅外光譜定量分析分子中的官能團含量第8頁總結(jié)：分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系分子結(jié)構(gòu)與溶解性總結(jié)構(gòu)型對溶解性、反應(yīng)性的影響分子極性與溶解性極性分子易溶于極性溶劑，非極性分子易溶于非極性溶劑分子構(gòu)型與反應(yīng)性分子構(gòu)型對化學(xué)反應(yīng)性的影響分子間作用力的影響分子間作用力對物質(zhì)物理性質(zhì)的影響分子結(jié)構(gòu)與材料科學(xué)分子結(jié)構(gòu)在材料科學(xué)中的應(yīng)用分子結(jié)構(gòu)的預(yù)測通過分子結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)性質(zhì)03第三章固體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第9頁引入：晶體與非晶體的區(qū)別晶體與非晶體的定義通過石英與玻璃的硬度差異引入晶體結(jié)構(gòu)的概念石英與玻璃的硬度石英莫氏硬度為7，玻璃硬度為5.5晶體結(jié)構(gòu)的有序性晶體結(jié)構(gòu)是有序排列的原子或分子非晶體結(jié)構(gòu)的無序性非晶體結(jié)構(gòu)是無序排列的原子或分子晶體與非晶體的應(yīng)用晶體與非晶體在材料科學(xué)中的應(yīng)用晶體與非晶體的區(qū)別晶體與非晶體的區(qū)別在于原子排列的有序性第10頁分析：離子晶體結(jié)構(gòu)離子晶體結(jié)構(gòu)的基本原理通過NaCl與CaF2的對比分析離子半徑比規(guī)則離子半徑比規(guī)則離子半徑比規(guī)則對離子晶體結(jié)構(gòu)的影響NaCl的晶體結(jié)構(gòu)NaCl為面心立方結(jié)構(gòu)，每個Na?被6個Cl?包圍CaF2的晶體結(jié)構(gòu)CaF2為螢石結(jié)構(gòu)，每個Ca2?被8個F?包圍離子半徑比的影響離子半徑比對晶體結(jié)構(gòu)的影響離子晶體結(jié)構(gòu)的預(yù)測通過離子半徑比規(guī)則預(yù)測離子晶體結(jié)構(gòu)第11頁論證：金屬晶體的性質(zhì)金屬鍵的電子海模型通過鐵與銅的導(dǎo)電性差異解釋金屬鍵的電子海模型金屬鍵的形成金屬鍵的形成過程與電子海模型鐵的導(dǎo)電性鐵電導(dǎo)率1.0×10?S/m，展示金屬鍵的強度銅的導(dǎo)電性銅電導(dǎo)率5.9×10?S/m，展示金屬鍵的強度金屬鍵的類型金屬鍵的類型對導(dǎo)電性的影響金屬晶體結(jié)構(gòu)的預(yù)測通過金屬鍵的電子海模型預(yù)測金屬晶體結(jié)構(gòu)第12頁總結(jié)：固體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用固體結(jié)構(gòu)對材料性能的影響總結(jié)固體結(jié)構(gòu)對材料性能的影響金屬晶體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用金屬晶體結(jié)構(gòu)在材料科學(xué)中的應(yīng)用離子晶體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用離子晶體結(jié)構(gòu)在材料科學(xué)中的應(yīng)用分子晶體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用分子晶體結(jié)構(gòu)在材料科學(xué)中的應(yīng)用固體結(jié)構(gòu)的預(yù)測通過固體結(jié)構(gòu)預(yù)測材料性能固體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景固體結(jié)構(gòu)在新型材料設(shè)計中的應(yīng)用04第四章元素周期律與化學(xué)鍵第13頁引入：元素性質(zhì)的周期性變化元素性質(zhì)的周期性變化通過堿金屬與鹵素性質(zhì)的對比引入周期律堿金屬的性質(zhì)堿金屬的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)鹵素的性質(zhì)鹵素的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)周期律的發(fā)現(xiàn)周期律的發(fā)現(xiàn)歷史與重要性元素性質(zhì)的周期性變化元素性質(zhì)的周期性變化對化學(xué)研究的影響周期律的應(yīng)用周期律在化學(xué)研究中的應(yīng)用第14頁分析：原子結(jié)構(gòu)與周期表位置原子結(jié)構(gòu)與周期表位置通過s、p、d區(qū)元素性質(zhì)差異解釋電子層結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響s區(qū)元素的性質(zhì)s區(qū)元素的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)p區(qū)元素的性質(zhì)p區(qū)元素的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)d區(qū)元素的性質(zhì)d區(qū)元素的物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)電子層結(jié)構(gòu)的影響電子層結(jié)構(gòu)對元素性質(zhì)的影響周期表位置的預(yù)測通過原子結(jié)構(gòu)預(yù)測元素在周期表的位置第15頁論證：化學(xué)鍵的多樣性化學(xué)鍵的多樣性通過C元素的不同成鍵方式解釋同分異構(gòu)現(xiàn)象C元素的不同成鍵方式C元素的不同成鍵方式與同分異構(gòu)現(xiàn)象乙烷與乙烯的結(jié)構(gòu)乙烷與乙烯的結(jié)構(gòu)差異與性質(zhì)差異苯的結(jié)構(gòu)苯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)同分異構(gòu)現(xiàn)象的影響同分異構(gòu)現(xiàn)象對物質(zhì)性質(zhì)的影響化學(xué)鍵的多樣性化學(xué)鍵的多樣性對物質(zhì)性質(zhì)的影響第16頁總結(jié)：元素周期律的應(yīng)用元素性質(zhì)預(yù)測方法總結(jié)元素性質(zhì)預(yù)測方法對新材料設(shè)計的指導(dǎo)意義周期律的應(yīng)用周期律在化學(xué)研究中的應(yīng)用新材料設(shè)計新材料設(shè)計的方法與思路元素性質(zhì)與材料性能元素性質(zhì)與材料性能的關(guān)系周期律的預(yù)測通過周期律預(yù)測元素性質(zhì)新材料設(shè)計的指導(dǎo)意義周期律在新材料設(shè)計中的指導(dǎo)意義05第五章配合物化學(xué)第17頁引入：配合物的發(fā)現(xiàn)故事配合物的發(fā)現(xiàn)故事通過DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)引入配合物概念DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷史與重要性配合物的定義配合物的定義與性質(zhì)配合物的應(yīng)用配合物在化學(xué)研究中的應(yīng)用配合物的發(fā)現(xiàn)配合物的發(fā)現(xiàn)歷史與重要性配合物的應(yīng)用前景配合物在化學(xué)研究中的應(yīng)用第18頁分析：配合物的結(jié)構(gòu)特征配合物的結(jié)構(gòu)特征通過[Fe(H2O)6]2?與[Fe(CN)6]??的對比分析配位鍵的形成[Fe(H2O)6]2?的結(jié)構(gòu)[Fe(H2O)6]2?的結(jié)構(gòu)特征[Fe(CN)6]??的結(jié)構(gòu)[Fe(CN)6]??的結(jié)構(gòu)特征配位鍵的形成配位鍵的形成過程與配位鍵的性質(zhì)配位鍵的強度配位鍵的強度與配合物的穩(wěn)定性配位鍵的應(yīng)用配位鍵在化學(xué)研究中的應(yīng)用第19頁論證：螯合物與生物活性螯合物與生物活性通過EDTA與鈣離子的結(jié)合解釋螯合效應(yīng)螯合物的定義螯合物的定義與性質(zhì)EDTA的結(jié)構(gòu)EDTA的結(jié)構(gòu)特征鈣離子的結(jié)合EDTA與鈣離子的結(jié)合過程螯合效應(yīng)螯合效應(yīng)的應(yīng)用螯合物與生物活性螯合物與生物活性的關(guān)系第20頁總結(jié)：配合物在化學(xué)分析中的應(yīng)用配合物在化學(xué)分析中的應(yīng)用總結(jié)配合物在化學(xué)分析中的應(yīng)用金屬指示劑金屬指示劑在化學(xué)分析中的應(yīng)用顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)在化學(xué)分析中的應(yīng)用化學(xué)鍵的類型化學(xué)鍵的類型對化學(xué)分析的影響配合物的應(yīng)用配合物在化學(xué)分析中的應(yīng)用化學(xué)分析的前景配合物在化學(xué)分析中的應(yīng)用前景06第六章超分子化學(xué)前沿第21頁引入：超分子化學(xué)的發(fā)現(xiàn)故事超分子化學(xué)的發(fā)現(xiàn)故事通過DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)引入超分子概念DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷史與重要性超分子的定義超分子的定義與性質(zhì)超分子的應(yīng)用超分子在化學(xué)研究中的應(yīng)用超分子的發(fā)現(xiàn)超分子的發(fā)現(xiàn)歷史與重要性超分子的應(yīng)用前景超分子在化學(xué)研究中的應(yīng)用第22頁分析：超分子識別機制超分子識別機制通過環(huán)糊精與膽固醇的包結(jié)作用解釋主客體化學(xué)環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)環(huán)糊精的結(jié)構(gòu)特征膽固醇的結(jié)構(gòu)膽固醇的結(jié)構(gòu)特征包結(jié)作用環(huán)糊精與膽固醇的包結(jié)作用主客體化學(xué)主客體化學(xué)的應(yīng)用超分子識別超分子識別的應(yīng)用第23頁論證：自組裝技術(shù)自組裝技術(shù)通過DNAOrigami（DNA折紙術(shù)）展示自組裝的應(yīng)用DNAOrigami的結(jié)構(gòu)DNAOrigami的結(jié)構(gòu)特征自組裝過程DNAOrigami的自組裝過程自組裝的應(yīng)用自組裝技術(shù)的應(yīng)用超分子組裝超