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相關課程
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相關課程
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- 在sp3混成軌域那集裏面
- 我們詳細介紹了
- 甲烷分子的結構
- 我們來複習一下
- 它是正四面體
- 中心是一個碳
- 然後是一些氫原子
- 我像這樣畫 你可以想象
- 這個氫是朝屏幕外的
- 然後這有另一個在屏幕上的氫原子
- 上面有一個
- 還有一個是指向屏幕裏面的
- 你可以將它想象成一個三腳架
- 三腳架頂部有一根杆
- 當然你也可以想象成別的
- 如果你把氫連起來
- 就會得到一個四個面的金字塔
- 每一面都是三角形
- 看起來就像這樣
- 我努力畫好
- 類似這樣的金字塔
- 如果你能透視它的話
- 這是一面
- 另一面在這
- 然後背面在這兒
- 然後第四個面就是
- 透明的這個了
- 這個第四面呢實際上就是
- 我們透視過去的前面這個
- 就是這個前面
- 你可以想象成別的東西
- 這是甲烷的例子
- 現在拓展到一個略顯複雜的分子
- 乙烷
- 一直以來我們都這樣畫它
- 我想這是乙烷最簡單的表達了
- 就是一橫
- 這是乙烷
- 這裡表示碳 這裡也有一個
- 每個碳與三個氫成鍵
- 我們這樣畫
- 三個氫分別與兩個碳成鍵
- 我們現在知道了碳有sp3混成軌域
- 成鍵時像是形成了
- 一個四面體一樣
- 所以一個乙烷分子看起來更像這樣
- 我把碳原子畫出來
- 用橙色的筆圈出碳
- 如果碳是這個和那個
- 那麽你可以想象這有一個碳原子
- 我用小圓把它圈起來
- 如果我們看的遠一點
- 碳碳鍵看上去就會是這樣
- 然後這有另一個碳原子
- 這就是那裏的那個碳碳鍵
- 我們想讓兩個碳原子這樣：
- 它們所有的鍵都在一個四面體中
- 那麽你能想象這個鍵
- 像這樣出來
- 這個鍵向著這裡
- 然後末端是氫原子
- 綠圈代表氫原子
- 上面有個氫原子
- 然後…
- 圓圈就代表了氫原子
- 你可以想象這一個
- 它或許指向屏幕外一點
- 這個是那個氫原子
- 我用不同的顏色
- 對氫做一下標志
- 這樣你就明白看見我在講哪個了
- 這個氫原子呢 在下面
- 指向屏幕內
- 所以那個氫原子 在這裡
- 那麽你看這個碳原子
- 它的鍵成四面體形
- 或者你只看這一部分的話
- 這部分就是三腳架的底座
- 而這裡就是突出的部分
- 然後這個碳也同理可得
- 這裡這個氫原子
- 向下指 像這樣
- 我就不換顏色了
- 太費時間了
- 這個氫原子在這裡
- 像這樣朝屏幕外
- 然後呢 有…
- 還有什麽顏色沒用過呢
- 黃色吧
- 這個氫原子
- 像這樣伸出來
- 這是乙烷的一種可能的結構
- 想我這裡的這種畫法
- 你可以做一個模型
- 如果你有木棍和小球
- 小球代表實際的原子
- 這就叫球-棍模型
- 這是乙烷的球-棍模型
- 現在有一種更簡單的畫法
- 叫做“馬蹄鐵”式
- 實際是叫鋸架式啦
- 我老說是“馬蹄鐵”式
- 鋸架式！
- 看上去是這樣的
- 對於同樣的乙烷的
- 鋸架式
- 大家知道鋸架長什麽樣子嗎？
- 呐 就是我要畫的那樣
- 是這樣的
- 所以我可以用這裡的畫法
- 在這畫它
- 這有兩個碳
- 然後是氫、氫、氫
- 然後是……
- 我更應該要這樣畫
- 這樣才能看到肩並肩
- 然後原子才可以自由旋轉
- 這樣畫的話
- 這有一個氫、兩個氫、三個氫
- 那麽這邊也有氫、氫、氫
- 這就是鋸架式
- 好啦 這兩種方式
- 它們根本一樣
- 鋸架式呢
- 在某種程度上來說 更懶一點
- 你可以不用畫圓圈了
- 還可以不用考慮太多
- 角度的大小
- 氫與碳成多少度
- 而且還把四邊形表示出來了
- 但不論用哪個
- 如果你開始觀察這分子
- 你就會發現
- 這個分子有無窮種
- 結構
- 而這全都源於
- σ鍵的概念
- 我們在sp3混成軌域的那集學過
- σ鍵和π鍵
- 這是一個σ鍵
- 所以原子可以繞著鍵旋轉
- 這些碳的任何一個
- 都可以繞著軸旋轉
- 同時另一個保持不動
- 但如果這是碳碳雙鍵 這是π鍵
- 它們就得一起旋轉
- 所以乙烷可以像我畫的這樣
- 也可以
- 旋轉到另外一頭
- 這就是我的意思
- 我再畫個球-棍模型
- 這是前面的碳
- 這是後面的碳
- 我們與這邊的做個對比
- 還是用這種順序來畫
- 那麽它向下有一個氫
- 上面有一個氫原子
- 然後這裡也有一個氫原子
- 前面這部分看起來完全一樣
- 我現在要做的是
- 我要轉動一下乙烷的另一頭
- 注意了
- 因爲我希望你們能發現兩個的區別
- 不同的是下面這個藍的氫
- 下面這個藍的氫
- 我把它轉到上面
- 所以這個藍的… 我用藍色表示
- 把這個藍色的氫 轉到最高
- 我只是轉了一下
- 那麽藍的氫就到了最高
- 我旋轉了它 所以現在藍的在頂上了
- 現在呢 綠的就轉到了這
- 所以現在這個綠色的就在這裡
- 然後這個紫色的… 洋紅色的氫原子
- 旋轉了之後
- 就來到了這裡
- 那麽 這兩種結構
- 有什麽不同呢
- 而且它還可以有無數個這二者間的結構
- 但真正的差別在哪裏
- 呐 這個的氫
- 你可以想象它
- 你從這個方向看進來的話
- 這個氫正好在這個氫後面
- 這個氫也正好在這個氫後面
- 這個氫還是正好在它 的後面
- 這叫疊置式
- 或者說疊置構象
- 疊置構象
- 而這邊這個 誰也沒排在誰後面
- 如果你跑到這個氫的後面
- 你會跑到這點
- 後面是沒有氫原子的
- 如果你跑到這個氫原子的後面
- 就會跑到…
- 後面是根本看不到氫原子的
- 再說一遍 如果你從這個方向看進去
- 它們後面沒有任何阻擋
- 所以我們叫這個 交錯構象
- 爲什麽我們要看這個？
- 好啦 我可以轉動後面這個原子
- 這會起什麽作用
- 有影響嗎？
- 首先 這個光是能變
- 就很有意思了
- 這個碳原子可以轉動
- 同時前面那個不動
- 前面那個不和它一起轉
- 不過更重要的是
- 它們的能量是不同的
- 你可以把它們理解成
- 壓縮一個彈簧
- 而這個彈簧想要恢復到
- 某個狀態
- 爲了說得更形象
- 我會畫出 紐曼式
- 所以我還是畫這個東西
- 不過是它的紐曼式
- 就是把在一條線上的兩個碳
- 表示出來
- 所以這裡
- 你要先畫出前面這個碳
- 它是這些鍵的交叉點
- 那麽一個紐曼式…
- 我畫出來
- 這是一個紐曼式
- 我用紐曼式來
- 講交錯構想
- 那麽前面…
- 我們把這個碳放在前面
- 然後氫原子就像這樣直直伸出來
- 另一個氫原子像這樣
- 朝左上方
- 然後還有這個氫
- 往右上方
- 我用一樣的顏色表示
- 所以三個碳氫鍵的交叉點
- 就是碳原子
- 然後後面那個碳…
- 我講了 前面那個碳
- 是三個碳氫鍵的交叉點
- 那後面的碳 就用一個圈表示
- 所以這個圈代表後面這個碳
- 前面的碳就是那個點
- 這是看懂它的辦法
- 不過如果我們這樣畫
- 後面這個碳連著的藍的氫原子
- 就出來啦
- 呐 這是藍的氫
- 這是綠的氫
- 然後是洋紅色的氫
- 如果你從這個角度看
- 它們很明顯就是交錯了
- 就這樣直直地看這個乙烷分子
- 如果大家這樣看
- 前面這個碳與後面的碳明顯重合了
- 不過這樣你可以看到前面碳上的氫
- 和後面的氫是交錯的
- 再說一遍 這是交錯的
- 現在我們來畫疊置構象的
- 紐曼式
- 一個紐曼式
- 前面的部分看起來是一樣的
- 這有一個氫 這個氫
- 這還有一個氫
- 然後那個藍色的
- 那個紫的氫 在下面
- 這是前面的部分
- 而後面呢 正好在後面
- 我來畫一下後面這部分
- 前面這個碳是用這個點表示的
- 後面這個是這樣表示的
- 而疊置式呢
- 如果氫原子正好在後面
- 那麽疊置式應該畫成這樣
- 正好在後面
- 不過這看上去不清楚
- 所以一般來說 在畫疊置式的時候
- 畫疊置構象的紐曼式時
- 我們不直接讓後面的碳
- 直接重合
- 我們把它往右畫一點點
- 或者說推到旁邊一點
- 這是後面那個氫原子
- 洋紅色的在這裡
- 實際上是正好在後面的
- 不過這樣你才可以看到它在這
- 最後 藍色的在這裡
- 藍色的氫在這裡
- 這就是疊置構象的紐曼式
- 如你所見 是疊置的
- 後面的氫原子與前面的疊置了
- 如果要絲毫不差畫出來
- 它們就會正好在後面了
- 現在 還有一件事
- 一個概念
- 我想介紹給你們的
- 那就是不同氫原子之間
- 鍵角的概念
- 如果你要問 什麽是鍵角？
- 藍色的氫與紫色的氫之間的鍵角
- 是多少？
- 現在 你要把它放到立體空間裏來想
- 哇 還真是不知道
- 藍色和粉色之間的鍵角
- 不過呢 在紐曼式裏
- 如果你問
- 要轉多少度它們才會重合
- 這個角度就叫 二面角
- 有些人會說
- 這兩個氫間的DA是多少度
- 在這個例子裏 是60°
- 在這裡 這兩個氫間的
- 二面角是0°
- 它是衡量交錯程度
- 或者疊置程度的一個方法
- 最後 我要說的是
- 再一次 這有什麽用嘛？
- 呐 所有的這些氫原子周圍
- 都有電子雲
- 而這些鍵實質上就是電子雲的作用
- 而電子雲呢 是帶負電的
- 所以它們想要盡量遠離對方
- 它們現在是穩定的
- 因爲它們形成了
- 穩定的結構
- 每個原子都有全滿的價殼
- 以及滿的軌道
- 然後電子雲會相互排斥
- 然後電子雲會相互排斥
- 那麽現在 在疊置構象裏
- 這兩個氫原子
- 我用…
- 它們之間的距離
- 比交錯式裏
- 兩個氫的距離更近
- 交錯式裏
- 離這個氫原子最近的氫
- 是這兩個氫
- 不過它們都比
- 疊置式的這個要遠
- 所以總的來說
- 交錯式更加穩定
- 它的勢能更低
- 你可以想象
- 開始的時候 你有一個疊置式
- 這些氫都想
- 離彼此遠點
- 所以這是一個被綁起來的構象
- 它有更高的勢能
- 所以它想被松綁
- 成爲一個交錯式
- 因爲這個構象
- 氫原子之間
- 離得最遠