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> 化学竞赛辅导《三维化学》课件及练习?2012/7/17
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单元、专题训练 |
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zhoujs12整理 |
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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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