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結構化學原理方法有哪些

發布時間:2022-06-01 09:24:23

❶ 結構化學屬於四大化學的哪一個

結構化學屬於物理化學

四大化學主要指:分析化學、物理化學、有機化學、無機化學。

分析化學,是關於研究物質的組成、含量、結構和形態等化學信息的分析方法及理論的一門科學,是化學的一個重要分支。是鑒定物質中含有那些組分,及物質由什麼組分組成,測定各種組分的相對含量,研究物質的分子結構或晶體。詞條介紹了分析化學的發展歷史、分析方法、應用領域、誤差消除等。

物理化學,是在物理和化學兩大學科基礎上發展起來的。它以豐富的化學現象和體系為對象,大量採納物理學的理論成就與實驗技術,探索、歸納和研究化學的基本規律和理論,構成化學科學的理論基礎。物理化學的水平在相當大程度上反映了化學發展的深度。

無機化學,是研究無機化合物的化學,是化學領域的一個重要分支。通常無機化合物與有機化合物相對,指多數不含C-H鍵的化合物,因此碳氧化物、碳硫化物、氰化物、硫氰酸鹽、碳酸及碳酸鹽、碳硼烷、羰基金屬等都屬於無機化學研究的范疇。但這二者界限並不嚴格,之間有較大的重疊,有機金屬化學即是一例。

有機化學,又稱為碳化合物的化學,是研究有機化合物的組成、結構、性質、制備方法與應用的科學,是化學中極重要的一個分支。含碳化合物被稱為有機化合物是因為以往的化學家們認為含碳物質一定要由生物(有機體)才能製造;然而在1828年的時候,德國化學家弗里德里希·維勒,在實驗室中首次成功合成尿素(一種生物分子),自此以後有機化學便脫離傳統所定義的范圍,擴大為含碳物質的化學。

結構化學是在原子- 分子水平上研究物質分子構型與組成的相互關系以及結構和各種運動的相互影響的化學分支學科。

(1)結構化學原理方法有哪些擴展閱讀:

結構化學,是在原子-—分子水平上研究物質分子構型與組成的相互關系以及結構和各種運動的相互影響的化學分支學科。

它又是闡述物質的微觀結構與其宏觀性能的相互關系的基礎學科。結構化學不但與其他化學學科聯系密切,而且與生物科學、地質科學、材料科學和醫葯學等各學科的研究相互關聯、相互配合、相互促進。

由於許多與物質結構有關的化學資料庫的建立,結構化學也愈來愈被農學家和化工工程師所重視。

❷ 用結構化學知識怎樣去預測一個物質的結構和能量

結構化學就是教你如何從量子力學基本原理(薛定諤方程)開始,一步步應用到具體的系統,來解釋分子的微觀性質以及分子間的相互作用和機理。
我們說不同的勢(含在哈密頓裡面)決定了不同形式的波函數。於是就有了一維到N維勢箱、有了諧振子、有了剛性轉子、有了隧穿然後把一個質子和一個電子拼起來,就有了氫原子模型。再多加點電子,就有了原子模型。幾個原子放到一起,就有了分子軌道理論。幾個分子碰到一起,就有了反應機理。好多好多分子變成固體,就有了晶體理論……

❸ 結構化學的測定方法

近代測定物質微觀結構的實驗物理方法的建立,對於結構化學的發展起了決定性的推動作用。X射線衍射方法和原理上相當類似的中子衍射、電子衍射等方法的發現與發展,大大地豐富了人們對物質分子(特別是在晶體中的分子)中原子空間排布的認識,並提供了數以十萬種計的晶體和分子結構的可靠結構數據。基於對單質和簡單的無機鹽類(包括礦物)晶體的衍射測定,人們總結出並不斷地精細化了有關原子和離子半徑的數據。對於較為復雜的化合物晶體,也通過了衍射法測定了鍵長、鍵角等基本參數,還發現了原子之間鍵合方式的多樣性和在不同聚集狀態下分子間作用力方式的多樣性,尤其是運用X射線晶體衍射方法測定了近三百種生物體中存在的蛋白質大分子結構,其中有些蛋白質的分子量達到十幾萬甚至幾十萬原子量單位。此外,通過晶體衍射的研究,使人們能夠從分子和晶體結構的角度說明這些物質在晶態下的物理性質(如光學性質和電學性質)。
另一類測定結構的方法是譜學方法。譜學方法在提供關於分子能級和運動的信息,尤其是更精細的和動態的結構信息方面起著重要的作用。如分子振動光譜(紅外和喇曼光譜)是鑒定物質分子的構成基團的迅速和有力的工具。因而被稱為化學物質的「指紋」,與電子計算機高速信息處理功能結合起來,人們已能通過計算機的檢索和識別很快地查明未知物樣品的分子結構。紅外喇曼光譜的理論處理,還能提供有關振動力常數等有關化學鍵特徵的一些數據。其他譜學法有:核磁共振譜、順磁共振譜、電子能譜(包括光電子能譜、X 射線光電子能譜、俄歇電子能譜)、質譜(見質譜法)、穆斯堡爾譜學、可見-紫外光譜、旋光譜、圓二色性譜(見圓二色性)以及擴展X射線吸收精細結構等。
物質的某些物理常數的測定,也能提供有關分子結構的某些整體信息,如磁化率、折射率和介電常數的測定等。此外,高放大率、高解析度的電子顯微鏡還能提供有關物質表面的結構化學信息,甚至已能提供某些分子的結構形象。

❹ 結構化學-什麼叫等瓣相似原理

等瓣相似原理
等瓣相似原理適用范圍較廣,它是R.Hoffmann於1981年在他的Nobel獎的演講中首次提出來的,該原理的提出就像是在無機化學和有機化學之間架起了一座橋梁,有力地失去了交叉學科金屬有面和原子簇化學的發展.
眾所周知,CH3,CH2,CH是構成有機化學物的基本分子碎片,而MLn(M為金屬,L為配體,n為配體數)則是構成金屬簇合物的基本分子碎片.R.Hoffmann及其同事運用推廣的休克分子軌道法(EHMO)獲得得大量有關MLn碎片的分子軌道信息,其中特別注意的是有關它們的前線軌道,即最高占據軌道(HOMO)和最低空軌道(HUMO)的分子軌道信息.
R.Hoffmann發現,雖然有機碎片CH3,CH2,CH與無機碎片MLn是迥然不同的兩類碎片,但它們的前線軌道具有相似性.Hoffmann把有相似前線軌道的碎片分別稱為等瓣碎片(isolobal
fragment).等瓣相似(isolobal
analogy)指的是這些碎片所具有的前線軌道在數目,對稱性,能量,形狀及所含電子數上的相似性.
近年來,等瓣相似原理已廣泛地用於原子簇化學物的設計合成.人們基於無機金屬碎片與有機碎片以及與由它們所衍生的碎片之間的等瓣關系,發現了一系列等瓣試劑和等瓣反應,並利用它們設計合成了多種結構新穎和性質獨特的金屬簇合物.

❺ 結構化學怎麼學

結構化學是很難學的,特別是其中理論部分,最好到結構化學的論壇上多交流,自己越看越糊塗的.
結構化學首先是一門直接應用多種近代實驗手段測定分子靜態、動態結構和靜態、動態性能的實驗科學。從各種已知的化學物質的分子構型和運動特徵中歸納出物質結構的規律性,還要從理論上說明為什麼原子會結合成為分子,為什麼原子按一定的量的關系結合成為數目眾多的形形色色的分子,以及在分子中原子相互結合的各種作用力方式和分子中原子相對位置的立體化學特徵。結構化學還說明某種元素的原子或某種基團在不同的微觀化學環境中的價態、電子組態、配位特點等結構特徵。
另一方面,從結構化學的角度還能闡明物質的各種宏觀化學性能(包括化學反應性能)和各種宏觀非化學性能(包括各種物理性質和許多新技術應用中的技術性能等)與微觀結構之間的關系及其規律性。在這個基礎上就有可能不斷地運用已知的規律性,設法合成出具有更新穎、結構特點更不尋常的新物質,在化學鍵理論和實驗化學相結合的過程中創立新的結構化學理論。與此同時,還要不斷地努力建立新的闡明物質微觀結構的物理的和化學的實驗方法。

❻ 結構化學

用於測定物質晶體結構的射線粉末衍射
的主要方法簡述如下。
德拜一謝樂照相法
光源用單色射線, 試樣為多晶轉動樣品,
用對射線靈敏的膠片記錄全部衍射線的位
置、強度和形狀由於底片安裝方式不同, 有對
稱型正規法、對稱型背射法和反對稱法三種此
法只需試樣, 試樣的吸收系數可以調節,
使整個照片衍射強度比較均勻。
令呼舉卿邂等率襯
刀, 通刀
圖標定照相機刀邊常數的膠片對於對稱型的粉末照片, 必須用預先精確
標定的刀邊常數來校正每一照片的有效半徑
圖是標定對稱型照相機的較好方法圖中
斜陰線部分為膠片感光部分, , 兩直線是
刀邊標定刀邊時, 與『 在圓柱體的同一刀
邊上因此, 刀邊常數式元雲藝萬面這
種標定方法只用了一個絕對常數二, 所以它比
用標准樣品或直接量度要准確而反對稱法,
則是靠圓孔兩旁對稱衍射線來確定該衍射照片
的有效直徑
衍射儀法
光源用單色射線, 用一個對射線靈敏
的探測器如蓋革管、正比管、閃爍管等記錄不同
位置的衍射強度目前廣泛應用的是根據變換
聚焦圓半徑的原理設計的衍射儀必須保持樣
品到探測器的距離不變, 並使其等於射線源
焦點到樣品的距離平面樣品和探測器繞樣品
的中心軸按的比率轉動
多絲正比室
光源用單色射線替代照相底片的是,
在不同衍射位置安裝盡可能多的靈敏探頭用
多道分析器同時記錄不同位置的衍射線強度
這種設備適用於研究瞬時過程和特殊外界條件
下的衍射工作
同步輻射源
當高強度的輻射通過單色器後, 可以獲得
單色性與準直性都很好的單色波也可以直接
使用輻射源的連續波當用連續波時, 固定人
射角和反射角, 用射線能譜分析探頭如
漂移的固體探測器記錄不同波長相當於
不同面間距的強度
當用濾波片消除, 輻射不能滿足要求時,
用單晶體作成的單色器可以獲得單色波長及其
諧波諧波很弱, 可以控制射線管所加電壓
和利用脈沖高度分析器可將其消除晶體單色
器有兩種一種是平面單色器以
所設計的為例, 人射線通過平面晶體反射後有
聚集作用, 可以提高單色射線的單位截面積
的強度平面單色器的優點是單色波的平行性
好, 但光強損失很大另一種是聚焦單色器,
是按紀尼葉聚焦原理設計的有和
兩種方法用彎曲的晶體作單色器,
物經反射後, 把發散的單色線聚焦到探測器, 它具有損失光強少的優點

❼ 結構化學的學科簡介

結構化學首先是一門直接應用多種近代實驗手段測定分子靜態、動態結構和靜態、動態性能的實驗科學。它要從各種已知的化學物質的分子構型和運動特徵中歸納出物質結構的規律性,還要從理論上說明為什麼原子會結合成為分子,為什麼原子按一定的量的關系結合成為數目眾多的形形色色的分子,以及在分子中原子相互結合的各種作用力方式和分子中原子相對位置的立體化學特徵。結構化學還說明某種元素的原子或某種基團在不同的微觀化學環境中的價態、電子組態、配位特點等結構特徵。
另一方面,從結構化學的角度還能闡明物質的各種宏觀化學性能(包括化學反應性能)和各種宏觀非化學性能(包括各種物理性質和許多新技術應用中的技術性能等)與微觀結構之間的關系及其規律性。在這個基礎上就有可能不斷地運用已知的規律性,設法合成出具有更新穎、結構特點更不尋常的新物質,在化學鍵理論和實驗化學相結合的過程中創立新的結構化學理論。與此同時,還要不斷地努力建立新的闡明物質微觀結構的物理的和化學的實驗方法。
與其他的化學分支一樣,結構化學一般從宏觀到微觀、從靜態到動態、從定性到定量按各種不同層次來認識客觀的化學物質。演繹和歸納仍是結構化學研究的基本思維方法。早期的有關物質化學結構的知識可以說是來自對於物質的元素組成和化學性質的研究。當時人們對化學物質(包括各種單質和為數不多的幾種化合物),只能從對物質組成的規律性認識,諸如定比定律、倍比定律等加以概括。隨著化學反應當量的測定,人們提出了「化合價」的概念並用以說明物質組成的規律。那時,對於原子化合成分子的成因以及原子在分子中的排布方式可以說是一無所知。
結構化學的產生與有機物分子組成的研究密切相關。有機化學發展的初期,人們總結出許多系列有機物分子中碳原子呈四面體化合價的規律。為解釋有機物組成的多樣性,人們提出了碳鏈結構及碳鏈的鍵飽和性理論。隨後的有機物同分異構現象、有機官能團結構和旋光異構現象等研究,也為早期的結構化學研究提供有力的實驗證據,促使化學家從立體構型的角度去理解物質的化學組成和化學性質,並從中總結出一些有關物質化學結構的規律性,為近代的結構化學的產生打下了基礎。
近代實驗物理方法的發展和應用,為結構化學提供了各種測定物質微觀結構的實驗方法;量子力學理論的建立和應用又為描述分子中電子和原子核運動狀態提供了理論基礎。有關原子結構特別是原子中電子殼層的結構以及內力、外力引起運動變化的理論,確立了原子間相互作用力的本質,也就從理論上闡明了化學鍵的本質,使人們對已提出的離子鍵、共價鍵和配位鍵加深了理解。有關雜化軌道的概念也為眾多化合物的空間構型作出了合理的闡明甚至預測。原子中電子軌道空間取向的特徵也為共軛體系(如苯環、丁二烯等)的結構以及它們的特殊化學性質作出了解釋。

❽ 結構化學的問題

每個電子的運動狀態由4個量子數決定,即主量子數n,角量子數l,磁量子數m,以及自旋磁量子數ms,沒有四個量子數完全相同的兩個電子。n一般取值1、2、3……7,l取值0、1、2、(n-1),m取值0、±1、±2……±l,而ms取值±1/2。因為同一個l值可對應(2l+1)個m值,即對同一能級l而言,電子的運動狀態共有(2l+1)個狀態。

❾ 結構化學專業學習哪些課程

結構化學是在原子、分子水平上研究物質分子構型與組成的相互關系,以及結構和各種運動的相互影響的化學分支學科。它是闡述物質的微觀結構與其宏觀性能的相互關系的基礎學科。

結構化學是一門直接應用多種近代實驗手段測定分子靜態、動態結構和靜態、動態性能的實驗科學。它要從各種已知化學物質的分子構型和運動特徵中,歸納出物質結構的規律性;還要說明某種元素的原子或某種基團在不同的微觀化學環境中的價態、電子組態、配位特點等結構特徵。

結構化學一般從宏觀到微觀、從靜態到動態、從定性到定量按各種不同層次來認識客觀的化學物質。演繹和歸納仍是結構化學研究的基本思維方法。
課學時:50 學分:3

教材:《結構化學基礎》第三版,周公度等,高教出版社,2002。

參 考 書:
《物質結構》第二版,徐光憲等,高教出版社。1987。
《結構化學》潘道皚等,高教出版社。1982。
《物質結構基本原理》郭用猷,高教出版社。1985。
《結構化學》江元生,高教出版社。1997
《結構化學》上下冊,謝有暢,邵美成,高教出版社。1979。
《物質結構導論》李俊清等,中國科學技術大學出版社。1990。
《結構分析導論》游效曾,高教出版社。1980。
《結構化學》李炳瑞,高教出版社。2004。
《簡明結構化學》第二版,夏少武,化學工業出版社。2001
《結構化學基礎》(第二版)鄧存,高教出版社。1995。

課程內容

第0章 緒論

概述,發展小史、學習相關。

第一章 量子力學基礎知識

微觀粒子的運動特徵;量子力學基本假設;1/3維箱中粒子的SchrÖdinger方程及其解。

第二章 原子的結構和性質

單電子原子的SchrÖdinger方程及其解;量子數的物理意義;波函數和電子雲的圖形;多電子原子的結構;元素周期表與元素周期性質。

第三章 原子光譜

氫光譜;原子量子數;等價電子光譜項;非等價電子光譜項。

第四章 分子對稱性

對稱操作和對稱元素;對稱操作群與對稱元素的組合;分子的點群;分子的偶極矩、旋光性。

第五章 分子軌道理論--雙原子分子的結構和性質

氫分子離子的結構和共價鍵的本質;分子軌道理論;雙原子分子的結構。

第六章 多原子分子的結構

價電子對互斥理論(VSEPR);價鍵理論-雜化軌道理論;分子軌道理論;Hückel分子軌道理論;離域π鍵和共軛效應。

第七章 分子光譜

雙原子分子轉動光譜、振動光譜、轉動-振動光譜;AB2型分子的簡正振動;IR,UV,UPS,Ramman,xps。

第八章 配位化合物的結構和性質

價鍵理論;晶體場理論;配位場理論;物質的磁性,ESR\NMR。

第九章:晶體的點陣結構和晶體的性質

晶體結構的周期性和點陣;晶體結構的對稱性;晶體結構的表達及應用;晶體的X-射線衍射。

結構化學課程介紹

結構化學是以量子力學為基礎,聯系無機化學,有機化學實驗事實討論原子,分子化學鍵理論的一門科學,本課程供大學師范類院校化學類專業作本科基礎課教材,也可作材料、化工、生物化學等專業使用,還可供從事與化學、化工有關類別工作人員作參考 。

學習本課程需具備高等數學、大學物理 、線性代數、無機化學、有機化學等課程基礎。

結構化學是以量子力學理論為基礎,聯系無機化學、有機化學等大量實驗事實討論原子、分子化學鍵理論的一門學科。

本課程闡述原子間以什麼樣的結合力形成分子、原子的組成及連接方式是怎樣決定分子的幾何構型,並表現出獨特的物理與化學性質,使讀者了解「結構決定性能,性能反映結構」,從而建立起「結構--性能--應用」的渠道。

課程內容包含量子力學基礎知識,原子結構理論、多原子分子結構及研究它們的HMO方法,晶體點陣結構及X射線衍射,金屬結構及性質,離子化合物的結構與性質。

本教材除介紹結構化學的基本原理,也反映結構化學最新進展,可供綜合大學、師范院校化學系作教材,也可供工科院校作教學參考書。

❿ 關於結構化學的一個問題

電子雲密度越大,說明離核越近,離核越近,則能級越低,根據電子排布原理,電子優先佔據能級越低的軌道。。。

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與結構化學原理方法有哪些相關的資料

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