1、绪论分子间相互作用与溶剂特性（优选）绪论分子间相互作用与溶剂特性商品商品分离分离链接网址链接网址 案例案例1：今幸胶囊：今幸胶囊人参皂苷人参皂苷Rh2【功功 能能】可提高自身免疫功能，增强抗病能力；是黑色素瘤、可提高自身免疫功能，增强抗病能力；是黑色素瘤、乳腺癌、卵巢癌、肝癌、胃癌、肺癌、骨癌、胰腺癌、乳腺癌、卵巢癌、肝癌、胃癌、肺癌、骨癌、胰腺癌、结肠癌、血癌、喉癌、前列腺癌等癌症患者在治疗和结肠癌、血癌、喉癌、前列腺癌等癌症患者在治疗和 康复过程中的上佳辅助保健食品。康复过程中的上佳辅助保健食品。链接网址链接网址 案例案例2食用海藻与砷！食用海藻与砷！无机砷总含量如何分析，主要过程有哪些？
2、存在介质的非均匀空间通常指多孔体，如多孔分离是各种分析技术的前提如何科学评价食品砷毒性风险？Vi组分i的摩尔体积；因此，可从溶剂沸点（Tb）估算溶解度参数。小专题自选，或由老师指定，准备时间一周左右，汇报时间控制在1015 min水辛醇体系中的分配系数第七章 制备色谱技术第七章 制备色谱技术诱导偶极矩的大小与外电场强度成正比。定义选择三种模型化合物，分别代表典型的不同相互作用类型，三种范德华力中色散力通常是主要的。范德华力（Van Der Waals Force）当对体系做功使两个分子相互接近到某一距离r康复过程中的上佳辅助保健食品。一般，提供质子的分子的酸性越强或接受质子的分子碱性越强，则形
3、成的氢键的强度越大，且有利于氢键的分子呈线性构型。以半致死量以半致死量LD50计，各种砷化合物的毒性依次为计，各种砷化合物的毒性依次为含砷含砷 有毒有毒 ！砷糖砷糖 AsC(砷胆碱砷胆碱)AsB(砷甜菜碱砷甜菜碱)MMA DMA TMAO一甲基砷酸一甲基砷酸 二甲基砷酸二甲基砷酸 三甲基砷氧化物三甲基砷氧化物H3As As(III)As(V)无机砷无机砷有机砷有机砷如何科学评价食品砷毒性风险？如何科学评价食品砷毒性风险？相关问题相关问题可用于微量砷元素含量检测的方法有哪些？可用于微量砷元素含量检测的方法有哪些？样品中总砷含量如何分析？主要过程有哪些？样品中总砷含量如何分析？主要过程有哪些？无机
4、砷总含量如何分析，主要过程有哪些？无机砷总含量如何分析，主要过程有哪些？砷形态分析如何进行，主要过程有哪些？砷形态分析如何进行，主要过程有哪些？0100200300400500600700800010002000300040005000600070008000654321Abundance(cps)Time(sec)1.AsC；2.AsB；3.AsIII；4.DMA；5.MMA；6.AsV砷混合标样的砷混合标样的LC-ICP-MS图图课课 程程 内内 容容第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 分离过程中的热力学分离过程中的热力学第三章第三章 分离过程中的动力学分离过程中的动力学第四章第四章 分子
5、间的相互作用与溶剂特性分子间的相互作用与溶剂特性第五章第五章 萃取分离法萃取分离法第六章第六章 色谱分离原理色谱分离原理第七章第七章 制备色谱技术制备色谱技术第八章第八章 膜分离膜分离第九章第九章 电化学分离法电化学分离法第十章第十章 其他分离技术其他分离技术1.分离科学及其研究内容分离科学及其研究内容2.分离方法的分类与评价分离方法的分类与评价3.分离科学的意义与分离技术的展望分离科学的意义与分离技术的展望第一章第一章 绪绪 论论1.1分离科学及其研究内容分离科学及其研究内容一、分离一、分离（separation）的定义的定义 利用混合物中各组分利用混合物中各组分在物理性质或化学性质在物理性
6、质或化学性质上的差异上的差异，通过适当的装置或方法，使各组分分配至，通过适当的装置或方法，使各组分分配至不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空间区域的过程。间区域的过程。相对的概念相对的概念。分离科学（分离科学（separation science）是研究从混合物中）是研究从混合物中分离富集或纯化某些组分以获得分离富集或纯化某些组分以获得相对纯相对纯物质的规律及物质的规律及其应用的一门学科其应用的一门学科。汇报PPT与个人材料须发给老师并做分工说明强弱：X、Y电负性越大，半径越小，氢键越强。三种范德华力中色散力通常是主要的。MMA DMA
7、TMAO浓缩（concentration）：将溶液中一部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在的所有溶质都同等程度提高的过程。存在介质的非均匀空间通常指多孔体，如多孔普遍存在于任何两个相邻的原子和分子之间，是许多溶剂极性不同的主要原因，是非极性分子之间主要的相互作用力，也存在于极性分子间。诱导偶极矩的大小与外电场强度成正比。康复过程中的上佳辅助保健食品。具体情况具体分析，综合考虑选择最佳区带熔融，膜分离测定一定温度下混合物的蒸气压来换算），对于一取代基性质对烯烃和芳香烃电子接受或小专题自选，或由老师指定，准备时间一周左右，汇报时间控制在1015 min分子间的范德华力会随压力的增加而增加选择性参数三种模型
8、化合物的相对溶解能He、Hd和Hn，在总极性中所占比例代表不同类型分子间相互作用在该溶剂总作用中所占的比例，表明他们贡献的大小。从溶质分子与溶剂分子化学结构的类似程度或极性的接近程度作出判断。分离富集或纯化某些组分以获得相对纯物质的规律及范德华力（Van Der Waals Force）HAB0，可溶，但可能较慢。组（或族）分离：将性质相近的一类组分从组（或族）分离：将性质相近的一类组分从 复杂的混合物体系中分离出来。复杂的混合物体系中分离出来。单一分离：将某种化合物以纯物质的形式从单一分离：将某种化合物以纯物质的形式从 混合物中分离出来。混合物中分离出来。单一分离又包括多组分相互分离、特定组
9、分单一分离又包括多组分相互分离、特定组分分离和部分分离等形式分离和部分分离等形式二、分离的形式二、分离的形式三、与分离紧密相关的几个概念三、与分离紧密相关的几个概念1.富集（富集（enrichment）：指在分离过程中使目标化合物在某：指在分离过程中使目标化合物在某空间区域的浓度增加。往往与分离同时实现。空间区域的浓度增加。往往与分离同时实现。摩尔分数摩尔分数小于小于0.1，特别痕量组分，特别痕量组分2.浓缩（浓缩（concentration）：将溶液中一部分溶剂蒸发掉，使：将溶液中一部分溶剂蒸发掉，使溶液中存在的所有溶质都同等程度提高的过程。溶剂与溶质溶液中存在的所有溶质都同等程度提高的过程
10、。溶剂与溶质的分离，溶质并不相互分离。的分离，溶质并不相互分离。摩尔分数摩尔分数0.1-0.93.纯化（纯化（purification）：通过分离操作使目标物纯度提高的：通过分离操作使目标物纯度提高的过程，是进一步从目标产物中除去杂质的分离操作。以纯度过程，是进一步从目标产物中除去杂质的分离操作。以纯度（purity）表示，用途不同要求不同。）表示，用途不同要求不同。摩尔分数大于摩尔分数大于0.91.分析操作的样品前处理，适应分析方法的选择性分析操作的样品前处理，适应分析方法的选择性 和灵敏度，提高准确和可靠性和灵敏度，提高准确和可靠性2.确认目标物质的结构确认目标物质的结构3.获取单一纯物质
11、或某类物质以作他用获取单一纯物质或某类物质以作他用4.除掉有害或有毒物质除掉有害或有毒物质四、分离的目的四、分离的目的苏丹红？苏丹红？紫杉醇紫杉醇五、分离技术的特点五、分离技术的特点分离对象种类繁多分离对象种类繁多分离的目的各不相同分离的目的各不相同分离规模差别很大分离规模差别很大技术形形色色技术形形色色具体情况具体分析，具体情况具体分析，综合考虑选择最佳综合考虑选择最佳应用领域广泛应用领域广泛六、对分离的原则性要求六、对分离的原则性要求分离因子高；分离因子高；所需分离剂或能量少；所需分离剂或能量少；产品纯度高；产品纯度高；设备便宜；设备便宜；操作简单；操作简单；分离速度快分离速度快具体情况具
12、体分析，综合考虑选择最佳具体情况具体分析，综合考虑选择最佳1.2 分离科学的重要性分离科学的重要性分离是认识世界的必经之路分离是认识世界的必经之路分离是各种分析技术的前提分离是各种分析技术的前提富集和浓缩延伸了分析方法检出下限富集和浓缩延伸了分析方法检出下限分离科学是其他学科发展的基础分离科学是其他学科发展的基础分离科学大大提高了人类的生活品质分离科学大大提高了人类的生活品质1.3 分离过程的本质分离过程的本质 如果混合或分离过程体系总自由能降低，如果混合或分离过程体系总自由能降低，则混合或分离可以自发进行。则混合或分离可以自发进行。1.4 分离方法的分类分离方法的分类不同物质之所以能相互分离
13、，是基于各物质之间的不同物质之所以能相互分离，是基于各物质之间的物理、化学或生物学性质的差异。并且，性质差异物理、化学或生物学性质的差异。并且，性质差异可以与外场能量有多种组合形式，能量的作用方式可以与外场能量有多种组合形式，能量的作用方式也可以有变化，因此衍生出多种多样的分离方法。也可以有变化，因此衍生出多种多样的分离方法。分离装置分离装置原料（混合物）原料（混合物）能量或分离剂能量或分离剂目标产物目标产物残余物残余物 按被分离物质的性质分类按被分离物质的性质分类物理分离法如离心，电磁分离物理分离法如离心，电磁分离化学分离法如沉淀、溶剂萃取、色谱分离、化学分离法如沉淀、溶剂萃取、色谱分离、选
14、择性溶解选择性溶解物理化学分离法如蒸馏、挥发、电泳、物理化学分离法如蒸馏、挥发、电泳、区带熔融，膜分离区带熔融，膜分离1.平衡分离过程利用外加能量或分离剂，使平衡分离过程利用外加能量或分离剂，使原混合体系形成新的相界面，利用互不原混合体系形成新的相界面，利用互不相溶的两相界面上的平衡关系使均相混相溶的两相界面上的平衡关系使均相混合物得以分离的方法。合物得以分离的方法。P7 表表12按分离过程的本质分类按分离过程的本质分类2.速度差分离过程利用外加能量，强化特殊速度差分离过程利用外加能量，强化特殊梯度场（重力、压力、温度、浓度、电位梯度场（重力、压力、温度、浓度、电位梯度等）用于非均相混合物分离
15、的方法。梯度等）用于非均相混合物分离的方法。P7 表表13 能够产生速度差的场包括能够产生速度差的场包括 均匀空间真空、气相、液相均匀空间真空、气相、液相 存在介质的非均匀空间通常指多孔体，存在介质的非均匀空间通常指多孔体，如多孔如多孔 膜和多孔滤材膜和多孔滤材3.反应分离过程：利用外加能量或化学试剂，反应分离过程：利用外加能量或化学试剂，促进化学反应达到分离的方法。促进化学反应达到分离的方法。反应分离法既可以利用反应体，也可以不利用反应体。反应分离法既可以利用反应体，也可以不利用反应体。反应体又分为再生型、一次性和生物体型反应体。反应体又分为再生型、一次性和生物体型反应体。P7 表表1-4
16、1.5 分离方法的评价分离方法的评价 一般指标一般指标 分离度分离度 回收率回收率 富集倍数富集倍数 准确度准确度 重现性重现性 根据自己的理解用自己的语言阐述分离与分析的区别与联系非极性分子之间只有色散力；物质结构与性质的桥梁。极化率是非矢量，色散力无饱和性。促进化学反应达到分离的方法。三、相似相溶（或相似易溶）规律 HAB在很多情况下与A与B的极性有关。乙醇（ethanol）质子给予体化合物子对称中心间的距离有关：选择性参数三种模型化合物的相对溶解能He、Hd和Hn，在总极性中所占比例代表不同类型分子间相互作用在该溶剂总作用中所占的比例，表明他们贡献的大小。【功 能】可提高自身免疫功能，增
17、强抗病能力；如何科学评价食品砷毒性风险？由于正负电荷中心之间的静电作用，具有永久偶极分析操作的样品前处理，适应分析方法的选择性HAB0，难溶；被诱导分子的极化率，越大，越易被诱导。X、Y强电负性原子，主要是O、F、N。离子对液相色谱中离子对的形成；软Lewis酸碱间的电荷转移不是很明显，氢键键能：与O、F、N形成氢键键能16-33 kJ/mol。(Ui)内组分i的摩尔内聚能，表示1mol溶剂分子单一分离：将某种化合物以纯物质的形式从1.回收率回收率量量原原来来所所含含被被分分离离物物的的质质集集）后后实实际际测测得得的的质质量量被被分分离离物物经经分分离离（或或富富回回收收率率 R%1000
18、QQR越大越好，一般指标要求：越大越好，一般指标要求：常量组分（常量组分（1%）：）：R 99.9%痕量组分（痕量组分（0.01%）：）：R=9590%1+12测定方法：标准加入法、标准样品法测定方法：标准加入法、标准样品法2.分离因子分离因子S A，B 表示目标分离组分表示目标分离组分A与共存组分与共存组分B 被分离的程度被分离的程度00,/BABABABAQQQQRRS S A，B数值越大，分离效果越好。数值越大，分离效果越好。3.富集倍数富集倍数基基体体组组分分的的回回收收率率目目标标组组分分的的回回收收率率富富集集倍倍数数 重金属污染物的生物富集示意重金属污染物的生物富集示意固相萃取固
19、相萃取液相萃取液相萃取1.6 分离技术的展望分离技术的展望一、色谱技术已成为最有效和应用最广泛的分离技术一、色谱技术已成为最有效和应用最广泛的分离技术二、不同分离技术相互渗透形成新的分离方法二、不同分离技术相互渗透形成新的分离方法三、其他学科对分离技术的促进三、其他学科对分离技术的促进四、分离富集技术的自动化四、分离富集技术的自动化五、在线分离技术大有可为五、在线分离技术大有可为思考题：思考题：P10 3 根据自己的理解用自己的语言阐述分离与分析的区别与联系根据自己的理解用自己的语言阐述分离与分析的区别与联系关注生产实践关注生产实践各种分离方法与技术相关专著的延伸阅读各种分离方法与技术相关专著
20、的延伸阅读相关文献资料的查阅相关文献资料的查阅、分析、整理、思考、归纳、分析、整理、思考、归纳最新发展动态的及时跟踪，不间断学习最新发展动态的及时跟踪，不间断学习1.7学习方法与成绩评定学习方法与成绩评定 成绩评定成绩评定:平时平时 20%(作业、考勤作业、考勤)专题专题 30%期末期末 50%小专题展示汇报要求小专题展示汇报要求专题主体为具体的分离技术介绍及应用展示专题主体为具体的分离技术介绍及应用展示专题展示要求在讲清楚相关分离方法或技术相专题展示要求在讲清楚相关分离方法或技术相关知识点的基础上，必须有相应的应用实例辅关知识点的基础上，必须有相应的应用实例辅助说明助说明(个个)，实例必须注
21、明具体文献出处，实例必须注明具体文献出处23人一组，自由组合，相互协作，一人主讲，人一组，自由组合，相互协作，一人主讲，其他同学可作必要补充其他同学可作必要补充小专题自选，或由老师指定，准备时间一周左小专题自选，或由老师指定，准备时间一周左右，汇报时间控制在右，汇报时间控制在1015 min汇报汇报PPT与个人材料须发给老师并做分工说明与个人材料须发给老师并做分工说明第四章第四章 分子间的相互作用与溶剂特性分子间的相互作用与溶剂特性 4.1 分子间的相互作用分子间的相互作用4.2 物质的溶解与溶剂极性物质的溶解与溶剂极性 4.3 疏水相互作用疏水相互作用4.1 分子间的相互作用分子间的相互作用
22、分子间的分子间的相互作用相互作用静电相互作用静电相互作用范德华力范德华力永久偶极相互作用力永久偶极相互作用力诱导偶极相互作用力诱导偶极相互作用力色散力色散力电荷转移相互作用电荷转移相互作用1.定义：分子间的相互作用是介于物理相互作用与定义：分子间的相互作用是介于物理相互作用与 化学相互作用之间的一种作用力，是联系化学相互作用之间的一种作用力，是联系 物质结构与性质的桥梁。物质结构与性质的桥梁。2.分类：分类：氢键氢键分子间的相互作用分子间的相互作用相互作用相互作用物理物理化学化学分子间分子间大小（大小（kJ/mol）0-15200-400几到几十几到几十方向性与饱和性方向性与饱和性无无有有有或
23、无有或无3.大小大小通常用势能或分子间力表征通常用势能或分子间力表征.分子间的相互作用分子间的相互作用612U(r)rBrA 排斥能正值排斥能正值吸引能负值吸引能负值 A、B为常数为常数分子间的相互作用势能与分子间距离的函数关系见分子间的相互作用势能与分子间距离的函数关系见P36P36图图4-1.4-1.两分子相距无限远时，其间相互作用可忽略不计。两分子相距无限远时，其间相互作用可忽略不计。当对体系做功使两个分子相互接近到某一距离当对体系做功使两个分子相互接近到某一距离r r时，分子间的相互作用势能与两分子的结构及两分时，分子间的相互作用势能与两分子的结构及两分子对称中心间的距离有关：子对称中
24、心间的距离有关：静电相互作用静电相互作用 库仑定律库仑定律 静电作用力与距离平方成反比，属长程力。静电作用力与距离平方成反比，属长程力。204rqqFji 分子间距离分子间距离小于小于平衡距离平衡距离等于等于平衡距离平衡距离大于大于平衡距离平衡距离大于大于10倍倍平衡距离平衡距离作用力作用力斥力斥力 引力引力斥力斥力=引力引力引力引力 斥力斥力近似为近似为0 0合力合力斥力斥力0 0引力引力近似为近似为0 0三、与分离紧密相关的几个概念举例说明范德华力在分离过程中的作用。低于正常沸点温度下，溶剂的摩尔内聚能与它的【功 能】可提高自身免疫功能，增强抗病能力；分离富集或纯化某些组分以获得相对纯物质
25、的规律及电荷转移程度的定性标准水辛醇体系中的分配系数永久偶极（或固有偶极）分子中因电荷分布不均促进化学反应达到分离的方法。解释很多非电解质在有机溶剂中的溶解度及分离问题电荷转移配合物的稳定性HAB HAA+HBB 2HAB普遍存在于任何两个相邻的原子和分子之间，是许多溶剂极性不同的主要原因，是非极性分子之间主要的相互作用力，也存在于极性分子间。(Ui)内组分i的摩尔内聚能，表示1mol溶剂分子即形成X-H+Y-结构的稳定化合物。强酸 CHCl3 酚类 醇类 硫酚类不同的空间区域或者在不同的时间依次分配至同一空不同物质之所以能相互分离，是基于各物质之间的物理、化学或生物学性质的差异。分离中涉及静
26、电相互作用场合分离中涉及静电相互作用场合 离子对液相色谱中离子对的形成；离子对液相色谱中离子对的形成；离子缔合物溶剂萃取；离子缔合物溶剂萃取；离子交换离子交换 范德华力（范德华力（Van Der Waals Force）一、一、永久偶极相互作用力永久偶极相互作用力(也称定向力也称定向力)永久偶极（或固有偶极）分子中因电荷分布不均永久偶极（或固有偶极）分子中因电荷分布不均 匀而出现的正电荷中心与负电荷中心相分离的匀而出现的正电荷中心与负电荷中心相分离的 现象，原本就存在。如极性分子中。现象，原本就存在。如极性分子中。由于正负电荷中心之间的静电作用，具有永久偶极由于正负电荷中心之间的静电作用，具有
27、永久偶极 的分子之间会趋于定向排列。的分子之间会趋于定向排列。两偶极子取向平行时作用最小；两偶极子取向平行时作用最小；反平行时作用最强。反平行时作用最强。二、诱导偶极相互作用力二、诱导偶极相互作用力 非极性分子没有固有偶极，但当受到电场作用非极性分子没有固有偶极，但当受到电场作用 时，时，分子中的电荷分布发生变化，正负电荷中心分离，从而分子中的电荷分布发生变化，正负电荷中心分离，从而产生诱导偶极。产生诱导偶极。诱导偶极矩的大小与外电场强度成正比。诱导偶极矩的大小与外电场强度成正比。被诱导分子的极化率，越大，越易被诱导。被诱导分子的极化率，越大，越易被诱导。四氯化碳、环己烷、甲苯、正庚烷等固有偶
28、极矩很小，但极四氯化碳、环己烷、甲苯、正庚烷等固有偶极矩很小，但极化率较高，容易被诱导，在极性溶剂中具有较高的极化能。化率较高，容易被诱导，在极性溶剂中具有较高的极化能。E 范德华力（范德华力（Van Der Waals ForceVan Der Waals Force）三、色散力三、色散力色散相互作用：两个无永久偶极矩的中性分子色散相互作用：两个无永久偶极矩的中性分子 在近距离内产生相互吸引的现象。在近距离内产生相互吸引的现象。弥撒作用（电荷波动作用）：分子不停随机运动，其弥撒作用（电荷波动作用）：分子不停随机运动，其外层电子亦不停运动，在某一瞬间，电子在核周围的外层电子亦不停运动，在某一瞬
29、间，电子在核周围的位置不对称，分子中产生瞬时偶极矩。这种偶极矩的位置不对称，分子中产生瞬时偶极矩。这种偶极矩的相互作用，使非极性分子间也存在一种吸引力，这种相互作用，使非极性分子间也存在一种吸引力，这种力叫做色散力。力叫做色散力。范德华力（范德华力（Van Der Waals ForceVan Der Waals Force）色散力特点色散力特点普遍存在于任何两个相邻的原子和分子之间，普遍存在于任何两个相邻的原子和分子之间，是许多溶剂极性不同的主要原因，是非极性是许多溶剂极性不同的主要原因，是非极性分子之间主要的相互作用力，也存在于极性分子之间主要的相互作用力，也存在于极性分子间。分子间。色散
30、力是产生范德华力的最重要原因，为唯一色散力是产生范德华力的最重要原因，为唯一一种为所有类型分子所共有的吸引力。一种为所有类型分子所共有的吸引力。色散力主要取决于分子的极化率，即化学键的色散力主要取决于分子的极化率，即化学键的性质。性质。电子的极化率较高，故具有共轭电子的极化率较高，故具有共轭电子结构的分子之间具有较强的色散力。极电子结构的分子之间具有较强的色散力。极化率是非矢量，色散力无饱和性。化率是非矢量，色散力无饱和性。色散相互作用势能与温度无关，与距离六次方色散相互作用势能与温度无关，与距离六次方成反比。分子间距离增大，色散力急剧下降。成反比。分子间距离增大，色散力急剧下降。范德华力小结
31、范德华力小结三种范德华力中色散力通常是主要的。三种范德华力中色散力通常是主要的。极性分子间三种力同时存在；非极性分子之极性分子间三种力同时存在；非极性分子之间只有色散力；含不饱和键或易极化键的分间只有色散力；含不饱和键或易极化键的分子在有电场（存在极性分子或离子时），分子在有电场（存在极性分子或离子时），分子间主要是诱导偶极作用。子间主要是诱导偶极作用。3.分子间的范德华力会随压力的增加而增加分子间的范德华力会随压力的增加而增加氢键氢键1.定义：定义：氢原子在分子中与电负性较大的原子氢原子在分子中与电负性较大的原子X形成共价键形成共价键时，还可以吸引另一个电负性较大的原子时，还可以吸引另一个电
32、负性较大的原子Y，与之形，与之形成较弱的化学结合。即形成成较弱的化学结合。即形成X-H+Y-结构的稳定化结构的稳定化合物。合物。如具有如具有-OH或或-NH2的分子，易发生缔合作用。的分子，易发生缔合作用。2.本质：静电相互作用本质：静电相互作用 X、Y强电负性原子，主要是强电负性原子，主要是O、F、N。氢氢 键键3.强弱：强弱：X、Y电负性越大，半径越小，氢键越强。电负性越大，半径越小，氢键越强。4.特征：能减小所连接两个强电负性原子间的键长。特征：能减小所连接两个强电负性原子间的键长。5.氢键键能：与氢键键能：与O、F、N形成氢键键能形成氢键键能16-33 kJ/mol。一般，提供质子的分
33、子的酸性越强或接受质子一般，提供质子的分子的酸性越强或接受质子的分子碱性越强，则形成的氢键的强度越大，且有的分子碱性越强，则形成的氢键的强度越大，且有利于氢键的分子呈线性构型。利于氢键的分子呈线性构型。质子给予体的酸度顺序：质子给予体的酸度顺序：强酸强酸 CHCl3 酚类酚类 醇类醇类 硫酚类硫酚类 质子接受体的碱度顺序：质子接受体的碱度顺序：胺类胺类 中性氢氧化物中性氢氧化物 腈类腈类 不饱和碳氢化合物不饱和碳氢化合物 硫化物硫化物氢氢 键键定义定义 B +A (BA)B+A Lewis碱碱 Lewis酸酸 电子给予体电子给予体 电子接受体电子接受体 电荷转移配合物电荷转移配合物2.电荷转移
34、配合物形成条件电荷转移配合物形成条件 Lewis碱碱有一个能量较高的已占分子轨道，有一个能量较高的已占分子轨道，因而具有相对较低的电离势；因而具有相对较低的电离势；Lewis酸酸有一个能量足够低的空轨道，有一个能量足够低的空轨道，因而具有相对高的电子亲和因而具有相对高的电子亲和能。能。电荷转移相互作用电荷转移相互作用电荷转移相互作用电荷转移相互作用3.电荷转移程度的定性标准电荷转移程度的定性标准 软硬酸碱理论软硬酸碱理论 软软Lewis酸碱间的电荷转移不是很明显，酸碱间的电荷转移不是很明显，形成以共价键为主的化学键形成以共价键为主的化学键硬硬电荷转移显著，形成以离子键为主的电荷转移显著，形成以
35、离子键为主的 化学键化学键软硬酸碱的基本特征见软硬酸碱的基本特征见 P40P40表表4-14-14.取代基性质对烯烃和芳香烃电子接受或取代基性质对烯烃和芳香烃电子接受或 给予能力的影响给予能力的影响吸电子基团，使电子接受能力增强；吸电子基团，使电子接受能力增强；推电子基团，使电子给予能力增强；推电子基团，使电子给予能力增强；5.电荷转移配合物的稳定性电荷转移配合物的稳定性 可用所形成配合物的离解压表示。可用所形成配合物的离解压表示。相同温度下，离解压越低，配合物越稳定。相同温度下，离解压越低，配合物越稳定。电荷转移相互作用电荷转移相互作用分子间相互作用的总能量分子间相互作用的总能量分子间相分子
36、间相互作用总互作用总能量能量静电相互作用势能静电相互作用势能范德华力范德华力固有偶极定向作用固有偶极定向作用势能势能诱导偶极诱导偶极定向作用势能定向作用势能色散色散相互作用势能相互作用势能电荷转移相互作用电荷转移相互作用势能势能氢键氢键能能疏溶剂（疏水）相互作用势能疏溶剂（疏水）相互作用势能 思考题思考题P48 1、41.分析溶剂萃取分离过程中可能涉及的分子分析溶剂萃取分离过程中可能涉及的分子 间相互作用的种类。间相互作用的种类。4.举例说明范德华力在分离过程中的作用。举例说明范德华力在分离过程中的作用。4.2 物质的溶解与溶剂极性物质的溶解与溶剂极性物质的溶解过程物质的溶解过程一、基本步骤一
37、、基本步骤 溶质分子溶质分子A AA A+A 克服克服HAA，越大，溶解越困难。，越大，溶解越困难。溶剂分子溶剂分子B 分子间键断裂，生成空隙以容纳溶分子间键断裂，生成空隙以容纳溶 质分子。质分子。HBB越大，溶解越越大，溶解越困难。困难。3.溶质分子与溶剂分子之间形成新的化学键，溶质分子与溶剂分子之间形成新的化学键，释放能量释放能量HAB。二、物质溶解过程的能量变化二、物质溶解过程的能量变化 HAB HAA+HBB 2HAB HAB0，难溶；，难溶；HAB0，易溶；，易溶；HAB0，可溶，但可能较慢。，可溶，但可能较慢。三、相似相溶（或相似易溶）规律三、相似相溶（或相似易溶）规律 HAB在很
38、多在很多情况下与情况下与A与与B的极性有关。从溶质分子与溶剂分子的极性有关。从溶质分子与溶剂分子化学结构的类似程度或极性的接近程度作出判断。化学结构的类似程度或极性的接近程度作出判断。另外另外1.酸碱性物质易互溶；酸碱性物质易互溶；2.电子给予体与接受体易互溶；电子给予体与接受体易互溶；物质的溶解过程物质的溶解过程四、溶剂化作用四、溶剂化作用 溶质溶解到溶剂中，由于溶质与溶剂分溶质溶解到溶剂中，由于溶质与溶剂分子之间的相互作用，每一个被溶解的溶质子之间的相互作用，每一个被溶解的溶质分子（或离子）被一层或松或紧的溶剂分分子（或离子）被一层或松或紧的溶剂分子所包围的现象。水为溶剂时称为水合作子所包
39、围的现象。水为溶剂时称为水合作用。用。物质的溶解过程物质的溶解过程溶剂的极性溶剂的极性表征和比较参数偶极矩表征和比较参数偶极矩 介电常数介电常数 水辛醇体系中的分配系数水辛醇体系中的分配系数 溶解度参数溶解度参数 罗氏极性参数罗氏极性参数溶剂的极性溶剂的极性一、溶解度参数一、溶解度参数 解释很多非电解质在有机溶剂中的溶解度解释很多非电解质在有机溶剂中的溶解度及分离问题及分离问题1.数学定义数学定义 V)(内内iiU ViVi组分组分i i的摩尔体积；的摩尔体积；(Ui)(Ui)内内组分组分i i的摩尔内聚能，表示的摩尔内聚能，表示1mol1mol溶剂分子溶剂分子 间的相互作用的总能量，可查手册
40、，或计算。间的相互作用的总能量，可查手册，或计算。低于正常沸点温度下，溶剂的摩尔内聚能与它的低于正常沸点温度下，溶剂的摩尔内聚能与它的摩尔蒸发潜能有近似关系摩尔蒸发潜能有近似关系 按照按照Hildebrand规则，溶剂的蒸发潜能可从规则，溶剂的蒸发潜能可从1atm下该下该溶剂的沸点（溶剂的沸点（Tbi）估算）估算 因此，可从溶剂沸点（因此，可从溶剂沸点（Tb）估算溶解度参数）估算溶解度参数。RTHUi 蒸蒸内内)(2027.07.232950bibiTTH 蒸蒸2.溶解度参数特点溶解度参数特点 a.与溶剂极性参数与溶剂极性参数p相关联，反映了溶剂极性的相关联，反映了溶剂极性的大小；大小；b.两
41、种溶剂的两种溶剂的相同时，互溶性最好，相同时，互溶性最好，相差越大，相差越大，互溶性越差；互溶性越差；c.可用于溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中可用于溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中溶质溶质 或溶剂极性大小的估算，分离过程中溶剂的选或溶剂极性大小的估算，分离过程中溶剂的选择；择；d.包括了色散力、偶极力、质子接受性给予性包括了色散力、偶极力、质子接受性给予性的贡献。的贡献。二、罗氏极性参数（罗氏极性标度二、罗氏极性参数（罗氏极性标度p）定义选择三种模型化合物，分别代表典型的不同定义选择三种模型化合物，分别代表典型的不同相互作用类型，相互作用类型，乙醇（乙醇（ethanol）质子给予体化合物）质
42、子给予体化合物 二氧六环（二氧六环（dioxane）质子接受体化合物）质子接受体化合物 硝基甲烷（硝基甲烷（nitromethane）强偶极作用化合）强偶极作用化合物物 测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性测定三种模型化合物在各种溶剂中的溶解性（通过（通过 测定一定温度下混合物的蒸气压来换算），对测定一定温度下混合物的蒸气压来换算），对于一于一 种溶剂，可得到三种模型化合物在该溶剂中的种溶剂，可得到三种模型化合物在该溶剂中的相对相对 溶解能溶解能He、Hd和和Hn，它们的和即为此溶剂的总，它们的和即为此溶剂的总极性极性p。epHdnHH2.选择性参数选择性参数三种模型化合物的相对溶解能三种模型化合物的相对溶解能He、Hd和和Hn，在总极性中所占比例代表不同类型分子，在总极性中所占比例代表不同类型分子间相互作用在该溶剂总作用中所占的比例，表明间相互作用在该溶剂总作用中所占的比例，表明他们贡献的大小。他们贡献的大小。一个溶剂三分量的大小代表了该溶剂对三种一个溶剂三分量的大小代表了该溶剂对三种不同类型化合物的溶剂选择性的大小。不同类型化合物的溶剂选择性的大小。eeHxp ddHxp nnHxp
