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1、中科院研究生物理有機化學課程，2012年9月第二講有機分子的構象分析授課教師：王任小研究員中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,CAS授課提綱一．構象分析方法（chapters2.3&2.5）?鍵的伸縮振動和紅外光譜?非環(huán)型分子的構象?典型環(huán)型分子的構象?高張力的分子二．構象分析中的電子效應（chapter2.4）三．有機分子的圖形顯示方法參考教材：EricV.Anslyn,DennisA.Dougherty,ModernPhysicalOrganicChemistry,Unive
2、rsityScienceBooks,Sausalito,California,2006.中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences2I.ConformationalAnalysis有機分子的性質是由其三維空間結構決定的。中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences3WhatisConformationalAnalysis?構象分析(co
3、nformationalanalysis):分析分子的三維結構與其勢能之間的關系。勢能面(Potentialenergysurface,PES):把分子的勢能表示為分子三維結構的數(shù)學函數(shù)，勢能面即該函數(shù)在相應的多維坐標空間中的數(shù)值。中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences4BondStretch:ADiatomicMolecule化學鍵的強弱與鍵長之間的關系可以用非簡諧的摩斯函數(shù)（Morsefunction）來描述。???(r?r0)?
4、2V(r)?D?1?eeHere,risthedistancebetweenthetwoatoms,ristheBDE0equilibriumbonddistance,Disethewelldepth(definedrelativetothedissociatedatoms),and?controlsthe'width'ofthepotential.中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences5BondStretchAweakbondAmo
5、deratebondAstrongbond中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences6BondStretch化學鍵的振動能是量子化的。處于較高能級(n>0)的振動在常溫下對于鍵的解離能的貢獻可以忽略不計。n=0,1,2,…forceconstantm?mfrequencyABm?rreducedmassm?mABZeropointenergy(ZPE，零點能)中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganic
6、Chemistry,ChineseAcademyofSciences7VibrationsandInfraredSpectroscopy紅外光譜中的特征頻率吸收峰對應于分子中存在的某些特定化學基團的振動模式。中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences8VibrationsandInfraredSpectroscopy分子中各化學鍵的振動可以發(fā)生耦合。這些振動模式具有特定的振動頻率和能量，體現(xiàn)在分子的紅外光譜中。SymmetricalAnt
7、isymmetricalScissoringstretchingstretchingRockingWaggingTwistingTheatomsina-CH2-groupvibrateinsixbasicmodes.中國科學院上海有機化學研究所ShanghaiInstituteofOrganicChemistry,ChineseAcademyofSciences9VibrationinNormalModes!分子中所有原子以單一頻率和相同位相在平衡位置附近所作的簡諧振動稱為簡正振動，也稱為本征振動模式。體系的任一種振動狀態(tài)是各種簡正振動模式(
8、normalmode)的線性疊加。IRfrequenciesforthenormalmodesofformaldehyde由N個原子組成的分子有3N-6(直線型分子
