高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第3章 不同聚集状态的物质与性质微项目 青蒿素分子的结构测定——晶体在分子结构测定中的应用精品同步训练题

微项目　青蒿素分子的结构测定——晶体在分子结构测定中的应用

[项目学习目标]　1.了解测定分子结构的一般思路与方法，认识晶体对于分子结构测定的独特意义。2.知道利用晶体X射线衍射能够测定原子坐标进而确定分子的空间结构，是测定分子结构的重要手段。3.体会分子结构测定对于建立与优化物质结构理论模型，认识、解释和预测物质性质具有重要价值。

【项目活动1】了解利用晶体测定分子结构的意义

阅读教材对于青蒿素的测定，填写下表：

【思考·讨论】

1．为什么用一般的方法无法精确地测定青蒿素的分子结构？

答案　一般的测定方法只能帮助我们认识分子的官能团等结构特点并借此推测分子的结构，但对于所含原子数较多的分子来说，难以精准判断其空间结构。

2．晶体对于测定分子结构有什么意义？

答案　利用晶体的X射线衍射，结合物理和数学知识对衍射所得图像进行复杂处理，可以测定晶体的晶胞参数，推算得到晶胞中所有原子的坐标，从而计算出原子间的距离，判断出原子间存在的化学键及其类型，确定分子的空间结构。

【项目活动2】借助原子位置确定分子空间结构

1．利用晶体X射线衍射确定分子结构的基本思路

确定晶胞参数―→识别原子位置―→建立原子坐标―→确定分子骨架―→获得完整结构。

2．动手实践

(1)依据青蒿素晶体中碳、氧原子坐标，搭建出青蒿素分子中的碳、氧原子的三维空间的位置。

(2)确定青蒿素分子中碳、氧原子的连接关系及成键类型，用竹签将青蒿素中的成键原子连接起来，获得青蒿素的大致分子骨架。

(3)确定各碳、氧原子连接的氢原子数目，并将相应数目的氢原子连接在所搭模型相应的原子上。

3．分享心得体会

展示汇报所搭建的青蒿素分子结构模型，并与同学分享在搭建过程中的体会与收获。

用X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。对金属铜的测定结果为：晶胞为面心立方最密堆积，铜原子直径为d pm，又知铜的密度为b g·cm－3，则阿伏加德罗常数NA＝______________。

答案　×1030 mol－1

解析　晶胞为面心立方最密堆积，则晶胞的面对角线为铜原子半径的4倍，铜原子直径为d pm，则晶胞的边长为 pm，所以晶胞的体积为(×10－10cm)3，所以晶胞的质量为b g·cm－3×(×10－10cm)3＝2bd3×10－30g，铜的摩尔质量＝×晶胞质量×NA，所以NA＝ mol－1＝×1030mol－1。