第5章 物质结构 - 浙江大学化学系.ppt

第5章 物质结构,反应停（thalidomide）,确定分子结构的方法,实验方法X射线衍射方法：测晶体结构NMR方法：分子在溶液中的结构计算机模拟方法依据分子中原子间相互作用的势函数，用计算机模拟的方法来确定分子结构。,用晶体衍射实验测定分子结构的 基本原理利用晶体衍射所得到的实验数据，计算晶体中各处的电子云密度。 在电子云密度分布图中出现峰值的位置，显然就是原子(核)的位置。 根据电子云密度图初步判断原子的种类。,氨基联噻唑晶胞中的电子云密度,怎样得到电子云密度图?,X射线衍射方法直接得到的信息是衍射图,衍射强度I与衍射光波的振幅F的平方成正比，即I=KF2，F称为结构因子根据上式计算出晶胞中各处的电子云密度(xyz),X射线是穿透能力很强的电磁波。进入晶体的X射线与晶体中运动着的电子云相互作用，产生强度较弱、波长相同的二次X射线。晶体中每一处有电子云的地方，都能产生这种朝四面八方散射的二次X射线。在散射的某些方向上，这些二次X射线互相干涉而得到加强，这就是晶体的X射线衍射现象,两束光的光程差为：当 时,能相互干涉而得到加强。式中，lX射线的波长； n整数。,晶体结构的周期性和对称性,左图是氨基联噻唑（有机化合物）的晶体结构,晶体是由分子（原子）周期地、对称地聚集而成的固体。晶体中最小周期的空间单位称晶胞，晶胞中包含若干个分子，这些分子之间（或分子内部）还具有对称关系。,晶体结构测定就是测定晶体中各原子的坐标值。如果知道晶体的周期，那么显然只需要测定处于一个周期内的各原子的坐标就可以了。由于晶体中还存在对称性，同一周期内的原子，相互之间还可以具有对称关系。如果能够确定晶体的对称性，那么只需测定一个不对称单元内各原子的坐标，就等于测定了该晶体中所有原子的坐标，即测定了该晶体的结构。,测定晶体结构，就是测定晶体的周期（晶胞参数）判断晶体中存在的对称性计算出不对称单位中各原子的位置（分数坐标）。,X衍射确定了晶体中原子的坐标和种类，化学键呢?,蛋白质分子的晶体学研究,生物大分子与化学小分子晶体结测定的原理基本相同，但困难很多 :生物大分子的晶体培养需要高超的艺术；需要高强度的X射线源；衍射相角解的复杂性等。截至2004-11-30，PDB已公布了28508种生物大分子结构数据。,截至2004-11-30,网址http:/www.rcsb.org/pdb/,日本 SPring8,今日作业,122页9，10，11题注意：将5，6，7，8题中的Eo改为o。,