第三章 分子结构和分子间作用力 3 .1 基本要求 正如所有建筑都是由基本建筑块(砖瓦或现代预制板块)和粘结剂(石灰或水泥)构建,所有生物结构都有原子的分子构成。理解和掌握原子、分子如何构建生物的关键因素有两个: 基本建筑块的性质。在第二章,我们学习了构成分子的原子的结构性质,我们只需掌握大约 40 个左右的元素原子结构就足够了。在未来的有机化学和生物化学中,同学们将会学习到构成生物体的建筑块---各种有机分子的结构,例如基本氨基酸有 20 种,核酸基本碱基有 5 种,基本的核糖有 2 种,又称细胞膜磷脂的基本醇类有 5 种,等等,其数量和结构的复杂性将远远多于我们学习过的原子。但原子是构成所有分子的基本建筑块。 如何将这些建筑块粘结在一起。将原子粘结在一起依靠的是原子间形成各种化学键;而将分子粘结在一起,依靠的则是各种分子间作用力。这些是本章学习的内容。 本章学习内容的基本要求是: (1)路易斯价键理论和路易斯结构式 路易斯价键理论是高中课程的内容,但是路易斯价键是最简单实用的方法,并且路易斯结构式是书写分子结构的最常用方式。对此内容的复习和在量子力学价键理论的基础上重新掌握是本课程的必要内容。 (2)化学键的类型、力学本质、基本性质和由该化学键形成的物质种类和形态 基本内容总结在下表3-1 中,应当理解并掌握共价键和离子键,金属键则不要求: 表3-1,化学键基本性质总结表 化学键类型 共价键 离子键 金属键 本质 成键的原子核对共享电子对的静电引力;成键原子间可共享1~3 对电子 形成晶体的正负离子间的静电引力 金属离子和离域电子“海洋”间的静电引力 键参数 键能 键长、键角、键极性 键的多重性(单、双、三键) 晶格能 正负离子电荷和半径 离子堆积方式和晶胞参数 原子化热 晶胞参数 形成分子形态 气、液和固态分子,包括: ①无机和有机小分子 ②有机高分子和生物大分子 ③(无机大分子)原子晶体 固体:离子晶体或玻璃体 固体:金属晶体 特点 具有饱和性和方向性 ①不具有饱和性和方向性 ②熔融状态导电 ③解离形成电解质溶液 ①不具有饱和性和方向性 ②金属光泽和延展性 ③良导体 其中,共价键的本质及其性质是重点。键能的大小决定了分子的稳定性,键能越大分子越稳定。而键能的大小与键的多重性以及键长有关。一般的,键长越短,键能越大;键的多重数目越多,键能越大,键长越短。 共价键分子的几何...