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结构化学的相关介绍
结构化学是一门直接应用多种近代实验手段测定分子静态、动态结构和静态、动态性能的实验科学。西南师范大学的这部结构化学视频教程的内容主要包括量子力学基础,原子结构,分子的对称性,双原子分子、多原子分子结构,晶体学基础,金属与合金、离子晶体结构等。
结构化学的产生与有机物分子组成的研究密切相关。有机化学发展的初期,人们总结出许多系列有机物分子中碳原子呈四面体化合价的规律。为解释有机物组成的多样性,人们提出了碳链结构及碳链的键饱和性理论。随后的有机物同分异构现象、有机官能团结构和旋光异构现象等研究,也为早期的结构化学研究提供有力的实验证据,促使化学家从立体构型的角度去理解物质的化学组成和化学性质,并从中总结出一些有关物质化学结构的规律性,为近代的结构化学的产生打下了基础。
近代实验物理方法的发展和应用,为结构化学提供了各种测定物质微观结构的实验方法;量子力学理论的建立和应用又为描述分子中电子和原子核运动状态提供了理论基础。有关原子结构特别是原子中电子壳层的结构以及内力、外力引起运动变化的理论,确立了原子间相互作用力的本质,也就从理论上阐明了化学键的本质,使人们对已提出的离子键、共价键和配位键加深了理解。有关杂化轨道的概念也为众多化合物的空间构型作出了合理的阐明甚至预测。原子中电子轨道空间取向的特征也为共轭体系(如苯环、丁二烯等)的结构以及它们的特殊化学性质作出了解释。
量子化学是近代结构化学的主要理论基础。量子化学中的价键理论、分子轨道理论以及配位场理论等,不但能用来阐明物质分子构成和原子的空间排布等特征,而且还用来阐明微观结构和宏观性能之间的联系。由于量子化学计算方法的发展和逐步提高完善,加上高速电子计算机的应用,有关分子及其不同聚集状态的量子化学方法已有可能用于特殊材料的“分子设计”和制备方法的探索,把结构化学理论推向新的高度。