基础化学10.pptx
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1、于于于于 丽丽丽丽 梅梅梅梅大连理工大学大连理工大学大连理工大学大连理工大学2011-09-242011-09-242011-09-242011-09-24 分子模型的发展历史分子模型的发展历史分子模型的发展历史分子模型的发展历史 分子模拟数字化模型的分类和特点分子模拟数字化模型的分类和特点分子模拟数字化模型的分类和特点分子模拟数字化模型的分类和特点 数字化模型的制作过程数字化模型的制作过程数字化模型的制作过程数字化模型的制作过程 模型在分子结构虚拟三维呈现中的应用模型在分子结构虚拟三维呈现中的应用模型在分子结构虚拟三维呈现中的应用模型在分子结构虚拟三维呈现中的应用 模型在有机反应中的应用模型
2、在有机反应中的应用模型在有机反应中的应用模型在有机反应中的应用 模型在电子效应中的应用模型在电子效应中的应用模型在电子效应中的应用模型在电子效应中的应用 模型在表示弱相互作用上的应用模型在表示弱相互作用上的应用模型在表示弱相互作用上的应用模型在表示弱相互作用上的应用分子模型的发展历史分子模型的发展历史“it is a strange desire of the human mind to build models and to try to improve them to get closer and closer to reality”The Austrian physicist Boltz
3、mann1860 Josef Loschmidt&August Kekule 1874 Vant Hoff 三维空间的概念引入模型理论三维空间的概念引入模型理论 1940 1950 Linus Pauling vs X-Ray Scattering Peter Atkins“Molecules”1988history of molecular models Paper presented at the Euroscience Open Forum(ESOF),Stockholm on August 25,2004 19901990年,年,年,年,分子模拟数字化结构模型分子模拟数字化结构模型分子
4、模拟数字化结构模型分子模拟数字化结构模型在科学研究和教学中的作用越来越重要。在科学研究和教学中的作用越来越重要。在科学研究和教学中的作用越来越重要。在科学研究和教学中的作用越来越重要。如:套二环烷烃的发现是通过分子模型实现的。环三十四烷的分子模型显示直碳链可以穿过其环。将环三十四烷和能形成环三十四烷的直链中间体溶于溶剂中,使直链中间体穿过环三十四烷的环,然后关环生成二套环烷烃C68H136。分子设计、合成分子设计、合成分子设计、合成分子设计、合成Zeolite RHO甲胺合成的活性催化剂留住副产物三甲胺甲胺和二甲胺通过分子筛的孔隙结构和功能关联性结构和功能关联性结构和功能关联性结构和功能关联性
5、的直接体现分子模拟数字化模型的分类分子模拟数字化模型的分类分子模拟数字化模型的分类分子模拟数字化模型的分类Fig1.3-戊酮分子的数字化模型(5)带色标尺彩色静电势能图模型(6)彩色静电势能图模型(4)电子密度图模型 (1)球棒模型 (2)棍棒模型 (3)比例模型(7)带黑白标尺黑白静电势能图模型(8)黑白静电势能图模型比例模型比例模型比例模型比例模型 按成键原子体积的比例构建模型。比例模型表示分子的体积,原子体积相对大小分子的体积,原子体积相对大小分子的体积,原子体积相对大小分子的体积,原子体积相对大小,但不能准确测量键长、键角值。分子模拟结构模型是经过分子结构参数输入、建模、参数输入、建模
6、、参数输入、建模、参数输入、建模、密度泛函几何优化、电子性质计算密度泛函几何优化、电子性质计算密度泛函几何优化、电子性质计算密度泛函几何优化、电子性质计算等步骤得到的。数字化模型的制作过程数字化模型的制作过程数字化模型的制作过程数字化模型的制作过程球棒模型球棒模型球棒模型球棒模型 彩色小球代表原子,用棒代表化学键。球棒模型是分子构造的示意模型分子构造的示意模型分子构造的示意模型分子构造的示意模型。棍棒模型棍棒模型棍棒模型棍棒模型 彩色棍代表原子,用整个棒代表化学键。棍棒模型可以准确测量分子中键相对长度、键角值准确测量分子中键相对长度、键角值准确测量分子中键相对长度、键角值准确测量分子中键相对长
7、度、键角值。电子密度是特定位置上电子出现几率的量度。电子密度图模型通过分子建模、优化和基于算法的性质计算得到。表示为等高线型或者等密度型等密度型等密度型等密度型两种类型。密度取值由大到小,依次先显示原子的位置,然后显示化学键,而较小的值指出整个分子的尺寸和形状。密度值渐小 密度值渐大电子密度图模型电子密度图模型电子密度图模型电子密度图模型 X射线衍射得到的实测结构数据给我们提供了分子中重于射线衍射得到的实测结构数据给我们提供了分子中重于氢的所有原子的连接信息。从分子中所有非氢原子的笛卡儿坐氢的所有原子的连接信息。从分子中所有非氢原子的笛卡儿坐标,可以确定键长和键角。从化合物标,可以确定键长和键
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