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化学竞赛辅导《三维化学》课件及练习

?2012/7/17
资料类型: 单元、专题训练 文件大小: 1288.93 KB
来 源: zhoujs12整理 资料点评:
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三维化学 胡波 含课件及练习
   【例题1】XeF8是一种尚未合成的化合物,预测它的空间构型 ;F有二种同位素,则XeF8有 种不同分子。 (不计顺反异构和旋光异构)①
   【分析】八个原子在空间的最对称排列是正方体。在着重讨论过正四面体与正八面体后,再看这个正方体问题。不妨设正方体八个顶点全被aF占据,我们每一次用0,1,2,3……8个bF去取代,看两个bF,有3种,分别在棱上,面对角线上,体对角线上;看三个bF,也有3种,三个bF构成的三角形边长分别为1,1,;1,,;,,。关键是看四个bF时有几种。如图4-1所示正方体,四个bF共面时有2种(如面ABCD与面A1B1CD型),四个bF构成正三棱锥有2种(如正四面体型的ACB1D1与三棱垂直的ABDA1),另外还各有一个ABCC1型和ABCD1型。因此总数应为(1+1+3+3)×2+6=22种。
   【解答】正方体 22
   【练习1】1964年Eaton合成了一种新奇的烷,叫立方烷,化学式为C8H8 (A)。20年后,在Eaton研究小组工作的博士后XIONG YUSHENG (译音熊余生)合成了这种烷的四硝基衍生物(B), 是一种烈性炸药。最近,有人计划将B的硝基用19种氨基酸取代,得到立方烷的四酰胺基衍生物(C),认为极有可能从中筛选出最好的抗癌、抗病毒,甚至抗爱滋病的药物来。四硝基立方烷理论上可以有多种异构体,但仅只一种是最稳定的,它就是(B),请画出它的结构式;C中每个酰胺基是一个氨基酸基团。请估算,B的硝基被19种氨基酸取代,理论上总共可以合成多少种氨基酸组成不同的四酰胺基立方烷(C)?(不考虑光学异构体)②
   【讨论】C8H8分子是正方体型的结构,其中四个氢被硝基取代的产物应有6种,而最稳定的是正四面体型的构型,它的对称性最强。关于正方体中取正四面体问题,我们在第一节中就已详细讨论。
   第二问是个排列组合问题,相当于从19种酰胺基填入4个完全相同的位置。在数学排列组合问题中,关键是如何分类计算,我们根据这四个位置上酰胺基是否重复可分为A4、A3B、A2B2、A2BC、ABCD 5类,总数分别为:、、、、。(关于排列组合问题在后面专题讨论)
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