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1、2.1 2.1 物质的化学组成物质的化学组成一一配位化合物配位化合物配位化合物配位化合物（配合物、络（配合物、络合物）合物）有中心，其他有中心，其他按一定的空间按一定的空间位置排列在其位置排列在其周围，形成的周围，形成的复杂化合物。复杂化合物。配位化合物的组成配位化合物的组成Cu(NH3)4SO4中心离子中心离子配位体配位体配位数配位数外界离子外界离子内内界界外外界界配配配配 合合合合 物物物物CuCu2+2+,Pt,Pt4+4+为中心离子。为中心离子。中心离子周围直接配位一些中性分子或离中心离子周围直接配位一些中性分子或离子，称为配位体或配体。子，称为配位体或配体。配位体中直接与中心离子结合
2、的原子称为配位体中直接与中心离子结合的原子称为配位原子配位原子。与中心离子结合的与中心离子结合的配位原子数配位原子数称配位数称配位数。Fe(CO)5配配位位数数配配位位体体配配位位原原子子中中心心原原子子外界外界中中心心离离子子Pt(NH3)4(NO2)ClCO3内界内界配配位位体体配位原子配离子（配阳离子）配离子（配阳离子）每个配体只能提供一个配位原子的每个配体只能提供一个配位原子的配位体称为配位体称为单齿配体单齿配体。有两个或两。有两个或两个以上配位原子的称为个以上配位原子的称为多齿配体多齿配体。能提供多齿配体的称为能提供多齿配体的称为螯合剂螯合剂。乙二胺（乙二胺（en） 配位数：配位原子
3、数配位数：配位原子数 单齿配体：配位数等于配位体的数目；单齿配体：配位数等于配位体的数目； 多齿配体多齿配体：配位数等于配体数与配位数等于配体数与齿齿数的乘积。数的乘积。Cu2+的配位数等于的配位数等于4。又称又称螯合物螯合物2+形成体配位原子配体配位数K3 Fe ( C N ) 6 外界内界羰合物：形成体是中性原子，羰合物：形成体是中性原子，COCO为配体。为配体。如如Fe(CO)Fe(CO)5 5，Ni(CO)Ni(CO)4 4。无外界。无外界。配位酸：配位酸：酸酸六氯合铂六氯合铂()酸酸配位碱：氢氧化配位碱：氢氧化配位盐：先阴离子后阳离子，简单酸根配位盐：先阴离子后阳离子，简单酸根加加“
4、化化”字，复杂酸根加字，复杂酸根加“酸酸”字。字。氢氧化四氨合铜氢氧化四氨合铜()硫酸四氨合铜硫酸四氨合铜()配体次序：配体次序： 先离子后分子：先离子后分子：KPtClKPtCl3 3NHNH3 3 三氯三氯 一氨合铂一氨合铂()()酸钾酸钾 同是离子或同是分子，按配位原子元素同是离子或同是分子，按配位原子元素符号的英文字母顺序排列：符号的英文字母顺序排列：Co(NHCo(NH3 3) )5 5H H2 2OClOCl3 3 氯化五氨氯化五氨 水合钴水合钴()() 团簇：团簇：由几个至上千个原子或其结合态单元相互由几个至上千个原子或其结合态单元相互作用结合在一起形成的相对稳定的化学单元。作用
5、结合在一起形成的相对稳定的化学单元。二、团簇二、团簇碳团簇：碳团簇：碳单质有石墨、金刚石。碳非常碳单质有石墨、金刚石。碳非常重要的碳团簇有：重要的碳团簇有：C60、碳纳米管、碳纳米管例如：例如：Lin,Cun；Cn,Arn；( (H2O)n,(NaCl)n等。等。特特点点：尺尺寸寸在在纳纳米米量量级级（10-9）；性性质质和和应应用用与与所所含含单单个个原原子子或或其其结结合合态态单单元元数数、空空间间位位置置、相相互作用有关。互作用有关。类别：类别：金属簇、非金属簇、分子簇。金属簇、非金属簇、分子簇。金刚石结构金刚石结构金刚石金刚石特点特点：金刚石无色透明，：金刚石无色透明，正八正八面体面体
6、形状固体，在自然界里硬形状固体，在自然界里硬度最大，熔点最高。度最大，熔点最高。性质：性质：不导电、传热性能差。不导电、传热性能差。应用：应用：做做装饰品钻石装饰品钻石和和作钻探作钻探机钻头、刻划玻璃、大理石机钻头、刻划玻璃、大理石 等。等。石墨特点特点：石墨具有：石墨具有层状结层状结构构，深灰色，细鳞片状。，深灰色，细鳞片状。很软，有滑腻感。很软，有滑腻感。性质：性质：耐高温；导热、耐高温；导热、导电性；润滑性；可塑导电性；润滑性；可塑性；化学稳定性。性；化学稳定性。石墨结构石墨结构C C6060（足球烯（足球烯; ;富勒烯）富勒烯）结构：结构：6060个碳原子组成的一个个碳原子组成的一个3
7、2面面球体，球体，2020个六边形个六边形和和1212个五边形，与现代足球拼皮相似。个五边形，与现代足球拼皮相似。美国史沫莱美国史沫莱( (Smalley,R.ESmalley,R.E.).)和英国化学家克罗脱和英国化学家克罗脱( (Kroto,H.WKroto,H.W.).) 等于等于19851985年年采用激光方法合成并分离得采用激光方法合成并分离得到的，于到的，于19961996年获得了诺贝年获得了诺贝尔化学奖。由于这个结构是尔化学奖。由于这个结构是受到建筑学家富勒受到建筑学家富勒（Buckminster FullerBuckminster Fuller）的）的启发提出的，所以也叫启发提
8、出的，所以也叫富勒富勒烯（烯（fullerenefullerene）. . 纳米碳管（布基管）纳米碳管（布基管）结构：结构：单层或多层石墨卷成的纳米单层或多层石墨卷成的纳米微管，多层碳管个层之间的间隔为微管，多层碳管个层之间的间隔为石墨的层间距。两头可以是空的，石墨的层间距。两头可以是空的，也可被半个也可被半个C C6060或更大的球碳所封闭。或更大的球碳所封闭。19911991年日本年日本NECNEC公司基础研究公司基础研究实验室的实验室的IijimaIijima在实验时，意在实验时，意外发现了由管状的同轴纳米管外发现了由管状的同轴纳米管组成的碳分子组成的碳分子, ,即现在被称作即现在被称作
9、的的“Carbon Carbon nanotubenanotube”，即，即碳纳米管。碳纳米管。 纳米碳管纳米碳管特性：特性：异常的力学、电学和化学异常的力学、电学和化学性能。性能。 1 1 良好的良好的力学力学性能性能：强度是钢的强度是钢的100100倍倍, ,密度却只有钢的密度却只有钢的1/6 1/6 ；弹性模量与金刚石相当，约为钢的弹性模量与金刚石相当，约为钢的5 5倍倍 。制备具有最高比强度的材料。制备具有最高比强度的材料。2 2良好的导电性能良好的导电性能 ：电电性性能能取取决决于于其其管管径径和和管管壁壁的的螺螺旋旋角角，某某些些条条件件下下可可表表现现出出超超导导体体、导导体体、
10、半半导导体体的的性性质质，适当条件时电导率可达铜的适当条件时电导率可达铜的1 1万倍。万倍。3 3良良好好的的传传热热性性能能 ：各各向向异异性性的的传传热热性性能能，可可做各向异性的热传导材料。做各向异性的热传导材料。在在复复合合材材料料中中掺掺杂杂微微量量的的碳碳纳纳米米管管 ，热热导导率率大大改善。大大改善。4 4 其它：其它：光学和储氢性能等光学和储氢性能等。非整比化合物：固体中各类原子的相对数目不非整比化合物：固体中各类原子的相对数目不能用整数比表示。能用整数比表示。如钢铁中的渗碳体如钢铁中的渗碳体Fe3C.PbO1.88等等常温下稳定，因晶体缺陷或混杂等原因形成。常温下稳定，因晶体
11、缺陷或混杂等原因形成。第第3章会学到。章会学到。三、非整比化合物四、金属有机化合物四、金属有机化合物4金属有机化合物：金属有机化合物：含金属含金属- -碳键（碳键（M-CM-C）的化）的化合物。合物。4如：如：(C2H5)2Zn,C6H5Ti(OC3H7)3,(C2H5)4Pb需要学习过第三章的化学键部分，需要学习过第三章的化学键部分，才能理解本节的名词才能理解本节的名词五五高分子化合物高分子化合物简称高分子，高聚物、聚合物。简称高分子，高聚物、聚合物。相对分子量几千到几百万。相对分子量几千到几百万。以有机小分子为单体，聚合而成。以有机小分子为单体，聚合而成。称为称为链节链节或或重复单元重复单
12、元。n为聚合度为聚合度,链节的数目。链节的数目。聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC）分子）分子单体单体聚合物聚合物链链节节简写：简写：聚合度聚合度链节链节氯乙烯氯乙烯均聚物。聚乙烯均聚物。聚乙烯聚丙烯聚丙烯共聚物：共聚物：ABS塑料，由丙烯腈、丁二塑料，由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯反应而成（写分子式）。烯、苯乙烯反应而成（写分子式）。缩聚：缩聚：聚合度是聚合度是2 n，因为每个重复单元包含，因为每个重复单元包含两个链节。两个链节。高分子化合物的分类高分子化合物的分类（1）按来源分类按来源分类天然高分子和合成高分子。天然高分子和合成高分子。（2）按主链结构分类按主链结构分类碳链高分子碳链高分子 主链完
13、全由碳原子组成。如聚乙烯主链完全由碳原子组成。如聚乙烯杂链高分子杂链高分子主链除碳原子外，还含有氧、氮、硫主链除碳原子外，还含有氧、氮、硫等杂原子。如聚己二酰己二胺（尼龙等杂原子。如聚己二酰己二胺（尼龙-66，第一个，第一个6指指二元胺的碳原子数）：二元胺的碳原子数）：问题：尼龙问题：尼龙-610什么意思？什么意思？元素有机高分子元素有机高分子 主链由硅、硼、铝与氧、氮、主链由硅、硼、铝与氧、氮、硫硫、磷磷等等组组成成，侧侧链链是是有有机机基基团团。如如聚聚二二甲甲基基硅硅氧氧烷烷（3）按按性性能能和和用用途途分分类类塑塑料料、纤纤维维、橡橡胶胶、涂涂料料、粘合剂和功能高分子六大类。粘合剂和功
14、能高分子六大类。为解决聚合物读写不便，常采用国际通用为解决聚合物读写不便，常采用国际通用的英文缩写符号，如的英文缩写符号，如PVCPVC、ABSABS等。等。（2）按商品名命名）按商品名命名有机玻璃有机玻璃- 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯尼龙或锦纶尼龙或锦纶-聚酰胺，如尼龙聚酰胺，如尼龙610610* *我我国国习习惯惯以以“纶纶”作作为为合合成成纤纤维维商商品品名名的的后后缀缀，如如涤纶、氯纶、腈纶、锦纶、丙纶等涤纶、氯纶、腈纶、锦纶、丙纶等。在单体名称后面加在单体名称后面加“树脂树脂” ：酚醛树脂、环氧酚醛树脂、环氧树脂等。树脂等。在单体名称前面冠以在单体名称前面冠以“聚聚”字：字：聚
15、氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙二酰己二胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。聚乙二酰己二胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。 （1）按原料单体或聚合物的结构特征命名）按原料单体或聚合物的结构特征命名 高分子化合物的命名高分子化合物的命名 表表1.1一些聚合物的名称、商品名称、符号及单体一些聚合物的名称、商品名称、符号及单体聚合物聚合物 单体单体 名称名称 商品名称商品名称 符号符号 名称名称 结构式结构式 聚氯乙聚氯乙烯烯 氯纶氯纶 PVC PVC 氯乙烯氯乙烯 聚丙烯聚丙烯 丙纶丙纶 PPPP丙烯丙烯 聚丙烯聚丙烯腈腈 腈纶腈纶 PANPAN丙烯腈丙烯腈 聚己内聚己内酰胺酰胺 锦纶锦纶6 6 （尼龙（尼龙- -6 6
16、） PA6PA6己内酰己内酰胺胺 聚己二酰聚己二酰己二胺己二胺 锦纶锦纶66 66 PA66PA66己二酸己二酸己二胺己二胺 聚对苯二聚对苯二甲酸乙二甲酸乙二醇酯醇酯 涤纶涤纶 PETPET对苯二甲对苯二甲酸酸乙二醇乙二醇 聚苯乙烯聚苯乙烯 聚苯乙烯聚苯乙烯树脂树脂 PSPS苯乙烯苯乙烯 聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯 有机玻璃有机玻璃 PMMAPMMA甲基丙烯甲基丙烯酸甲酯酸甲酯 聚丙烯腈聚丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯苯乙烯 ABSABS树脂树脂 ABSABS丙烯腈丙烯腈丁二烯丁二烯 苯乙烯苯乙烯 六、生物大分子六、生物大分子生物大分子是由小分子单体聚合而成的生物大分子是由小分子单
17、体聚合而成的多聚体。如氨基酸多聚体。如氨基酸蛋白质、核苷酸蛋白质、核苷酸核酸、葡萄糖核酸、葡萄糖淀粉等。淀粉等。生物大分子执行着各种各样的生物学功生物大分子执行着各种各样的生物学功能，如生物催化、物质运输、代谢调节、能，如生物催化、物质运输、代谢调节、贮存、传递与表达遗传信息等。贮存、传递与表达遗传信息等。它们复杂的空间结构是其功能的化学基它们复杂的空间结构是其功能的化学基础。础。氨基酸的结构氨基酸的结构蛋白质的组成单位蛋白质的组成单位氨基酸（氨基酸（aminoacid）其中其中R R为特征基团，最简单的氨基酸为特征基团，最简单的氨基酸R=HR=H，甘氨，甘氨酸酸人人体体蛋蛋白白质质有有202
18、0种种氨氨基基酸酸组组成成，除除脯脯氨氨酸酸外外，1919种为种为 - -氨基酸氨基酸 蛋白质是由蛋白质是由 有特定有特定氨基酸氨基酸顺序的一条或多条顺序的一条或多条肽链肽链构成的生物大分子。构成的生物大分子。 而多肽链是由而多肽链是由氨基酸氨基酸通过通过肽键（酰胺肽键（酰胺键键CONH）共价链接而成的。共价链接而成的。H2N - CH - COOH + H2N - CH - COOHH2N - CH - C - N - CH - COOHR1R2H2OR2R1HO一些氨基酸一些氨基酸 氨氨基基酸酸的的性性质质：无无色色晶晶体体，熔熔点点较较高高，但熔点之前往往分解。但熔点之前往往分解。 蛋蛋
19、白白质质的的生生物物活活性性是是由由蛋蛋白白质质的的结结构构决决定定的。的。生生物物活活性性使使蛋蛋白白质质成成为为生生命命活活动动的的主主要要承承担担者者，如如：酶酶、血血红红蛋蛋白白、肌肌动动蛋蛋白白、胰胰岛岛素素、免疫球蛋白。免疫球蛋白。糖 单糖单糖 不能水解的糖，如葡萄糖、果糖不能水解的糖，如葡萄糖、果糖 双糖双糖 水解成水解成2 21010个单糖，如个单糖，如麦芽糖、乳糖、麦芽糖、乳糖、蔗糖蔗糖 多糖：多糖：水解成水解成1010个以上的单糖，如个以上的单糖，如淀粉、纤维素淀粉、纤维素等等 葡葡萄萄糖糖葡萄糖溶液中，以链状分子（葡萄糖溶液中，以链状分子（0.1%)和六元环状半缩醛和六元
20、环状半缩醛分子（分子（99.9%)两种共存，相互转化。两种共存，相互转化。葡萄糖葡萄糖果糖果糖核糖核糖单糖的结构单糖的结构核酸核酸分类：分类：脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸（DNA）、）、核糖核酸核糖核酸（RNA）功功能能：担担负负着着生生物物遗遗传传信信息息的的存存储储、传传递递及及功功能能表达，称为信息分子。表达，称为信息分子。结构单元：单核苷酸结构单元：单核苷酸核酸首先在细胞核中发现，并且呈酸性。核酸首先在细胞核中发现，并且呈酸性。核酸由磷酸、核糖和有机碱组成。核酸由磷酸、核糖和有机碱组成。DNA和和RNA区别在于核糖和嘧啶碱。区别在于核糖和嘧啶碱。腺嘌呤腺嘌呤(Adenine)鸟嘌呤鸟嘌呤(
21、Guanine)胞嘧啶胞嘧啶(Cytosine)胸腺嘧啶胸腺嘧啶(Thymine)尿嘧啶尿嘧啶(Uracil) 磷酸磷酸H3PO4腺嘌呤腺嘌呤A嘌呤碱嘌呤碱核酸核酸单核苷酸单核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤G碱基碱基胞嘧啶胞嘧啶C嘧啶碱嘧啶碱尿嘧啶尿嘧啶U核苷核苷胸腺嘧啶胸腺嘧啶T核糖核糖戊糖戊糖脱氧核糖脱氧核糖 单单核核苷苷酸酸通通过过3 3，5 5- -磷磷酸酸二二酯酯键键相互链接形成多核苷酸链相互链接形成多核苷酸链腺嘌呤腺嘌呤(Adenine)，M、D、T指磷酸数目。指磷酸数目。CTP（胞嘧啶C） GTP（鸟嘌呤G） UTP（尿嘧啶U ）vDNADNA的双螺旋结构和碱基的配对方式的双螺旋结构和碱基的配
22、对方式19531953年年美美国国化化学学家家WatsonWatson和和CrickCrick因因提提出出了了DNADNA的的双双螺螺旋旋结结构构而而获获得得诺贝尔奖。诺贝尔奖。转录转录 在在DNADNA分子上合成出与其核苷酸顺序相分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的对应的RNARNA的过程。的过程。转译转译 在在RNARNA的控制下，按从的控制下，按从DNADNA得来的核苷酸得来的核苷酸顺序合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链顺序合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程。的过程。v遗传信息传递的中心法则遗传信息传递的中心法则DNARNA蛋白质蛋白质复制（酶）复制（酶）复制（酶）复制（酶）转录（酶）转录（酶）反转录（酶）反转录（酶）转译转译基因是一个特定的基因是一个特定的DNA片段，通常片段，通常有有10001500个碱基对。个碱基对。一个一个DNA分子上可以含多达上万个分子上可以含多达上万个基因。基因。人的人的46条染色体约有条染色体约有100万个基因。万个基因。
