基礎化學第十章(共價鍵和分子間力)

1、（Covalent Bond and Intermolecular forces） 化學鍵（化學鍵（chemical bond）:分子或晶體分子或晶體中相鄰兩原子或離子間的強烈作用力中相鄰兩原子或離子間的強烈作用力化學鍵類型化學鍵類型 : 離子鍵離子鍵(ionic bond) 共價鍵共價鍵(covalent bond) 金屬鍵金屬鍵(metallic bond)第十章第十章 共價鍵與分子間力共價鍵與分子間力第一節(jié)第一節(jié) 現(xiàn)代價鍵理論（現(xiàn)代價鍵理論（VB法）法）（valence bond theory）Lewis理論（理論（8電子理論）的缺陷：電子理論）的缺陷：固定了負電荷的運動區(qū)域固定了負電荷

2、的運動區(qū)域不能解釋：不能解釋：1.最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)8 (PCl5) 2.共價鍵的方向性共價鍵的方向性 3.共價鍵的飽和性共價鍵的飽和性一、氫分子的形成一、氫分子的形成1927年年Heitler-London： H + H （自旋相反）（自旋相反）電子云電子云主要主要集中在兩核間，系統(tǒng)能量降低集中在兩核間，系統(tǒng)能量降低H + H （自旋相同）（自旋相同）電子云分散在核兩側，系統(tǒng)能量升高電子云分散在核兩側，系統(tǒng)能量升高Lewis理論：理論：H + H H-H量子力學：兩個氫原子量子力學：兩個氫原子1s軌道重疊的結果軌道重疊的結果d0= 74pm(測定值）測定值）d0= 87pm(理論值理論

3、值)E=-388kJmol-1(理論理論值）值）E = -458kJmol-1(測定值）測定值）a(1s) +b(1s)a(1s) -b(1s)41A1e-Bra a(1s)=41A1e-Brb b(1s)=二、現(xiàn)代價鍵理論的要點二、現(xiàn)代價鍵理論的要點1. 自旋相反的未成對電子相互接近自旋相反的未成對電子相互接近時，核間電子云密度增大，可形成時，核間電子云密度增大，可形成穩(wěn)定共價鍵。穩(wěn)定共價鍵。 2 增大增大2.共價鍵（共價鍵（covalent bond）的飽和性：）的飽和性：單電子配對后，不能再與其它單電單電子配對后，不能再與其它單電子配對。子配對。共價鍵數(shù)共價鍵數(shù)=單電子數(shù)（包括激發(fā)態(tài)）單

4、電子數(shù)（包括激發(fā)態(tài)） C:1s2 2s2 2p2(基態(tài)）基態(tài)） C: 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1(激發(fā)態(tài)）激發(fā)態(tài)）故故C常形成常形成4根共價鍵根共價鍵3.3.共價鍵的方向性：盡可能沿著原子軌道共價鍵的方向性：盡可能沿著原子軌道最大程度重疊的方向進行。最大程度重疊的方向進行。最大重疊原理：原子軌道重疊越多，兩核最大重疊原理：原子軌道重疊越多，兩核間電子云越密集，形成的共價鍵越牢固，間電子云越密集，形成的共價鍵越牢固，所以共價鍵有方向性。所以共價鍵有方向性。三、共價鍵的類型三、共價鍵的類型 鍵: 鍵：以以O2為例：為例：O 1s2 2s2 2p4單電子單電子px1 pz1 ，故故

5、O=O 鍵鍵: px -px沿鍵軸沿鍵軸(x軸軸)頭碰頭重疊，是頭碰頭重疊，是最大重疊最大重疊 沿鍵軸呈圓柱形沿鍵軸呈圓柱形對稱對稱 可旋轉，牢固可旋轉，牢固 鍵：鍵： pz-pz以肩并肩的方以肩并肩的方式重疊，不是最大式重疊，不是最大重疊重疊 以以xy平面作鏡面反平面作鏡面反對稱對稱 不可旋轉，不牢固不可旋轉，不牢固以以O2為例：為例：O 1s2 2s2 2p4單電子單電子px1 pz1 ，故故O=OH-Cl H-Cl 一根一根 鍵鍵O=O O=O 一根一根 鍵，一根鍵，一根 鍵鍵N N N N 一根一根 鍵，二根鍵，二根 鍵鍵配位鍵（配位鍵（coordination bond） 定義：一個

6、原子提供空軌道，一個原子定義：一個原子提供空軌道，一個原子提供一對電子所形成的共價鍵。用提供一對電子所形成的共價鍵。用表表示（從供電子原子指向接受電子原子）示（從供電子原子指向接受電子原子） 例：例：CO C=OC 1s2 2s2 2p2 O 1s2 2s2 2p4 px py pzpx py pz例：例：CH4 C(激發(fā)態(tài)）激發(fā)態(tài)）:1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1矛盾：矛盾：形成的鍵角理應形成的鍵角理應900，但實際角度為，但實際角度為109028四、鍵參數(shù)四、鍵參數(shù)(自學自學)VB法優(yōu)點：能很好的解釋共價鍵的形成，法優(yōu)點：能很好的解釋共價鍵的形成，共價鍵的飽和性和方向性。共價

7、鍵的飽和性和方向性。缺點：不能解釋分子空間結構，如缺點：不能解釋分子空間結構，如H2O、NH3、 CH4等等五、雜化軌道理論五、雜化軌道理論（hybrid orbital theory）(一一) 要點要點:1.形成共價鍵時，盡可能用雜化軌道形成共價鍵時，盡可能用雜化軌道（hybrid orbital）雜化（雜化（hybridization） ：能量相近能量相近的軌道進行組合，重新分配的軌道進行組合，重新分配能量和空間方向，組合成能量和空間方向，組合成數(shù)目相等數(shù)目相等的的新的原子軌道。新的原子軌道。(一一) 要點要點:1.形成共價鍵時，盡可能用雜化軌道形成共價鍵時，盡可能用雜化軌道（hybrid

8、 orbital）雜化前后軌道數(shù)不變雜化前后軌道數(shù)不變1個個s + 1個個p 2個個sp雜化軌道雜化軌道 sp雜化雜化1個個s + 2個個p 3個個sp2雜化軌道雜化軌道 sp2雜化雜化1個個s + 3個個p 4個個sp3雜化軌道雜化軌道 sp3雜化雜化五、雜化軌道理論五、雜化軌道理論（hybrid orbital theory）2.雜化后能更符合最大重疊原理，故雜化雜化后能更符合最大重疊原理，故雜化軌道成鍵能力更強軌道成鍵能力更強spspsp2sp3ddsp2d2sp3=sp3d2 成鍵電子對成鍵電子對 三鍵三鍵 雙鍵雙鍵 單鍵單鍵價電子對數(shù)的計算價電子對數(shù)的計算 A A的價電子對數(shù)（的價電

9、子對數(shù)（A A的價層電子數(shù)的價層電子數(shù)B B所提供所提供的電子數(shù)）的電子數(shù)）/ 2/ 2 計算結果計算結果2.52.5算作算作3 3 B B所提供的電子數(shù)所提供的電子數(shù): :1. B1. B是是H H或或X X，提供一個電子，提供一個電子2. B2. B是氧族元素，不提供電子。是氧族元素，不提供電子。 正離子，電子數(shù)扣除；負離子，電子數(shù)增加正離子，電子數(shù)扣除；負離子，電子數(shù)增加 重鍵算一對電子重鍵算一對電子 孤對電子對數(shù)價電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)孤對電子對數(shù)價電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)示例示例NHNH3 3 價電子對數(shù)價電子對數(shù)=(5+3)/2=4=(5+3)/2=4 成鍵電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)=3=3

10、孤對電子對數(shù)孤對電子對數(shù)=1=1分子構型：三角錐體分子構型：三角錐體P187 P187 表表10-510-5NONO2 2 價電子對數(shù)價電子對數(shù)=5/2=2.5=5/2=2.53 3成鍵電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)=2=2孤對電子對數(shù)孤對電子對數(shù)=1=1分子構型：分子構型：V V形形AsOAsO4 43- 3- 價電子對數(shù)價電子對數(shù)=(5+3)/2=4=(5+3)/2=4成鍵電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)=4=4孤對電子對數(shù)孤對電子對數(shù)=0=0分子構型：正四面體分子構型：正四面體P187 P187 例例7 7、8 8、9 9用價層電子對互斥理論和雜化軌道理用價層電子對互斥理論和雜化軌道理論說明論說明COCO2

11、2的空間構型的空間構型解：價層電子對互斥理論：解：價層電子對互斥理論：COCO2 2 價電子對數(shù)價電子對數(shù)=4/2=2=4/2=2 成鍵電子對數(shù)成鍵電子對數(shù)=2=2 孤對電子對數(shù)孤對電子對數(shù)=0=0 分子構型：直線型分子構型：直線型C 2s2 2p2 2s1 2p3 激發(fā)激發(fā)sp雜化雜化 O O O O 分子結構：直線型分子結構：直線型 O=C=Ospp p雜化軌道理論：雜化軌道理論：第三節(jié)第三節(jié) 分子軌道理論簡介分子軌道理論簡介（molecular orbital theory） 1932年，美國化學家年，美國化學家 Mulliken RS和德和德國化學家國化學家Hund F 提出分子軌道理

12、論提出分子軌道理論物質的磁性主要由其中電子的自旋引起物質的磁性主要由其中電子的自旋引起順磁性物質中則含有單電子順磁性物質中則含有單電子抗磁性物質中電子成對抗磁性物質中電子成對現(xiàn)代價鍵理論：現(xiàn)代價鍵理論： O2分子中分子中2個個O原子以原子以1個個鍵和鍵和1個個鍵結合，電子都已成對，應是抗磁性物質鍵結合，電子都已成對，應是抗磁性物質。但。但O2分子卻是順磁性物質。分子卻是順磁性物質。一、分子軌道理論的要點一、分子軌道理論的要點 1. 1. 分子中的電子在整個分子范圍內運動分子中的電子在整個分子范圍內運動2. 2. 分子軌道理論中目前最常用的方法為分子軌道理論中目前最常用的方法為“原子軌道原子軌道

13、線性組合為分子軌道法線性組合為分子軌道法”（Linear Combination of Linear Combination of Atomic Orbitals-Molecular OrbitalsAtomic Orbitals-Molecular Orbitals），簡稱），簡稱LCAO-MOLCAO-MO法。法。當兩個能量相近、對稱性匹配的原子軌道得到最大重當兩個能量相近、對稱性匹配的原子軌道得到最大重疊時，就形成分子軌道；疊時，就形成分子軌道；分子軌道波函數(shù)分子軌道波函數(shù) =c=c1 11 1+c+c2 22 2c c1 1、c c2 2：線性組合系數(shù)，：線性組合系數(shù)，c c1 1、c

14、 c2 2符號相同：加強性干涉；符號相同：加強性干涉；c c1 1、c c2 2符號相反：相消性干涉。符號相反：相消性干涉。成鍵分子軌道（成鍵分子軌道（bonding molecular orbitalbonding molecular orbital）：）：能量低于原來原子軌道，如能量低于原來原子軌道，如、軌道軌道反鍵分子軌道（反鍵分子軌道（antibonding molecular orbitalantibonding molecular orbital）：）：能量高于原來原子軌道，如能量高于原來原子軌道，如* *、* * 軌道。軌道。 氫分子離子H2He2分子3.3.為有效組合成分子軌道

15、，成鍵的各原子軌道必須為有效組合成分子軌道，成鍵的各原子軌道必須符合三條原則：符合三條原則：（1 1）對稱性匹配原則（前提條件）對稱性匹配原則（前提條件） 對稱性：在某些點、線、面等幾何要素作用下，原子軌道符號對稱性：在某些點、線、面等幾何要素作用下，原子軌道符號的變化是對稱（即符號不變）或反對稱（正號變成負號）的。的變化是對稱（即符號不變）或反對稱（正號變成負號）的。（2 2）能量近似原則）能量近似原則 在對稱性匹配的原子軌道中，能量相近的原子軌道能在對稱性匹配的原子軌道中，能量相近的原子軌道能組合成有效的分子軌道，能量愈近愈好。組合成有效的分子軌道，能量愈近愈好。 H H的的1s1s軌道和

16、軌道和F F的的2p2px x軌道組成氟化氫的分子軌道軌道組成氟化氫的分子軌道 eVESH6 .131eVEeVESPxFF40,6 .1822=c1=c1SASA+c2+c2SBSB=c1=c1SASA-c2-c2SBSB=c1=c1PAPA+c2+c2PBPB=c1=c1PAPA-c2-c2PBPB=c1=c1PyAPyA+c2+c2PyBPyB=c1=c1PyAPyA-c2-c2PyBPyB型、型、 型分子軌道的本質區(qū)別：型分子軌道的本質區(qū)別：=c1=c1s s+c2+c2p p=c1=c1s s-c2-c2p p（3 3）軌道最大重疊原則）軌道最大重疊原則 對稱性匹配的兩個原子軌道重疊

17、程度愈大，則組合成對稱性匹配的兩個原子軌道重疊程度愈大，則組合成的分子軌道的能量愈低，所形成的化學鍵愈牢固。的分子軌道的能量愈低，所形成的化學鍵愈牢固。 4.4.電子在分子軌道中的排布遵守電子在分子軌道中的排布遵守PauliPauli不相容原理、不相容原理、能量最低原理和能量最低原理和HundHund規(guī)則。規(guī)則。分子軌道的能級順序主要借助分子光譜實驗確定。分子軌道的能級順序主要借助分子光譜實驗確定。5.5.在分子軌道理論中，用鍵級（在分子軌道理論中，用鍵級（bond orderbond order）表示鍵）表示鍵的牢固程度。的牢固程度。鍵級鍵級= =（成鍵軌道上電子數(shù)（成鍵軌道上電子數(shù) - -

18、 反鍵軌道上電子數(shù)）反鍵軌道上電子數(shù)）/2/2元素元素E E1s1s(kJ/mol)(kJ/mol)E E2s2s(kJ/mol)(kJ/mol)E E2p2p(kJ/mol)(kJ/mol)LiLi-6259-6259-524.9-524.9BeBe-11678-11678-905-905B B-19026-19026-1352-1352-551-551C C-28342-28342-1877-1877-1080-1080N N-39364-39364-2467-2467-1247-1247O O-52354-52354-3123-3123-1535-1535F F-67181-67181-

19、3871-3871-1797-1797O O2 2、F F2 2 ：|E|E2s2s-E-E2p2p| 1500 kJ/mol s-s| 1500 kJ/mol s-s、p-pp-p作用作用B B2 2、C C2 2、N N2 2 ：|E|E2s2s-E-E2p2p| 1500 kJ/mol s-s| 15 15，同，同 O O2 2 、F F2 2 分子軌道能級排列順序分子軌道能級排列順序 (1s)2 (*1s )2 (2s )2 (*2s )2 (2py )2 = (2pz ) 2 (2px )2 (*2py )1(1)2 (2 )2 (3 )2 (4 )2 (1 )4 (5 )2 (2

20、)1 (6 )0NONO分子：分子： 鍵級鍵級= =（6-16-1）/2 = 2.5/2 = 2.5(1)2 (2 )2 (3 )2 (4 )2 (1 )4 (5 )2 (2 )0 (6 )0NONO+ + 分子：分子： 鍵級鍵級= =（6 6）/2 = 3/2 = 3原子序數(shù)之和原子序數(shù)之和 1414，同，同 N N2 2 分子軌道能級排列順序分子軌道能級排列順序 CO：(1)2 (2 )2 (3 )2 (4 )2 (1 )4 (5 )2 (2 )0 (6 )0同同 N N2 2(1s)2 (*1s )2 (2s )2 (*2s )2 (2py )2 = (2pz ) 2 (2px )2 (

21、*2py )0 = (*2pz )0氧自由基與人體健康氧自由基與人體健康自由基（自由基（free radicalfree radical）：帶有未成對電子的分子（）：帶有未成對電子的分子（NONO）、原子（）、原子（H H）、離子（）、離子（O O2 2- - ）或原子團（）或原子團（OHOH）。）。單電子容易得失電子，化學性質較活潑。單電子容易得失電子，化學性質較活潑。1. 1. 氧自由基的產生氧自由基的產生日光照射，空氣污染物質，輻射線，臭氧都會促成自日光照射，空氣污染物質，輻射線，臭氧都會促成自由基的生成。由基的生成。在日常生活中，當你烹制美味的菜肴或當你點燃一支在日常生活中，當你烹制美

22、味的菜肴或當你點燃一支香煙醉心于吞云吐霧時，自由基就悄悄地蔓延開了。香煙醉心于吞云吐霧時，自由基就悄悄地蔓延開了。 自由基是人體正常的代謝產物，正常情況下人體自由基是人體正常的代謝產物，正常情況下人體內的自由基是處于不斷產生與消除的動態(tài)平衡中。內的自由基是處于不斷產生與消除的動態(tài)平衡中。人體內存在少量的氧自由基不對人體構成威脅，而人體內存在少量的氧自由基不對人體構成威脅，而且還可以幫助傳遞維持生命力的能量，消除炎癥，分且還可以幫助傳遞維持生命力的能量，消除炎癥，分解毒物等。解毒物等。在白細胞內，三線態(tài)轉化成單線態(tài)氧在白細胞內，三線態(tài)轉化成單線態(tài)氧+e-+e-2e-殺細菌的活性氧殺細菌的活性氧殺

23、細菌的活性氧殺細菌的活性氧如果人體內自由基的數(shù)量過多，就會破壞細胞結構如果人體內自由基的數(shù)量過多，就會破壞細胞結構，引起脂質過氧化，干擾人體的正常代謝活動，引起，引起脂質過氧化，干擾人體的正常代謝活動，引起疾病，加速人體衰老進程。疾病，加速人體衰老進程。 氧自由基的損傷效應與機體的年齡、生理氧自由基的損傷效應與機體的年齡、生理狀態(tài)、飲食、飲食中維生素狀態(tài)、飲食、飲食中維生素A A、B B、C C、微量元素、微量元素、抗氧化劑、不飽和脂肪的量有關。在某些病、抗氧化劑、不飽和脂肪的量有關。在某些病理條件下，氧自由基產生與消除失去平衡，或理條件下，氧自由基產生與消除失去平衡，或者氧自由基產生量增加，

24、或者機體對氧自由基者氧自由基產生量增加，或者機體對氧自由基消除能力減弱，或二者兼而有之，結果都會造消除能力減弱，或二者兼而有之，結果都會造成損害，引發(fā)各種疾病，如風濕性關節(jié)炎，白成損害，引發(fā)各種疾病，如風濕性關節(jié)炎，白內障，癌癥等。內障，癌癥等。不同運動形式對機體內抗氧化系統(tǒng)影響不同：不同運動形式對機體內抗氧化系統(tǒng)影響不同：(1) (1) 長期有規(guī)律的有氧運動，能延緩下丘腦一垂體一長期有規(guī)律的有氧運動，能延緩下丘腦一垂體一性腺軸功能的老化。性腺軸功能的老化。(2) (2) 長期超負荷運動或增負荷力竭運動一定會引起機長期超負荷運動或增負荷力竭運動一定會引起機體的疲勞甚至會過度疲勞。會導致心、肝、

25、腎、骨骼體的疲勞甚至會過度疲勞。會導致心、肝、腎、骨骼肌肉內源性自由基生成增多，以及由此引發(fā)脂質過氧肌肉內源性自由基生成增多，以及由此引發(fā)脂質過氧化加強，使組織細胞的結構和功能受損，導致運動能化加強，使組織細胞的結構和功能受損，導致運動能力下降。力下降。(3)(3)大腦組織有較強的抗自由基損傷能力，在力竭性大腦組織有較強的抗自由基損傷能力，在力竭性運動中，大腦抗氧化系統(tǒng)足以保護中樞神經系統(tǒng)免受運動中，大腦抗氧化系統(tǒng)足以保護中樞神經系統(tǒng)免受自由基損傷。自由基損傷。O2-（1 1） 超氧陰離子自由基超氧陰離子自由基O O2 2- - 活性不太強，毒性小，但壽命長，是生物體所有自活性不太強，毒性小，

26、但壽命長，是生物體所有自由基的前身。既可作為還原劑，又可以作為氧化劑由基的前身。既可作為還原劑，又可以作為氧化劑，還可以作為堿、親核物和配體參與反應。，還可以作為堿、親核物和配體參與反應。氨基酸是構成蛋白質的基本氨基酸是構成蛋白質的基本單元，在重要的氨基酸中，單元，在重要的氨基酸中，除半胱氨酸，組氨酸，酪氨除半胱氨酸，組氨酸，酪氨酸，苯丙氨酸外，酸，苯丙氨酸外，O O2 2- -與大與大多數(shù)氨基酸幾乎不反應。多數(shù)氨基酸幾乎不反應。O O2 2- - 在疏水性溶劑中溶解性更好在疏水性溶劑中溶解性更好，生物膜是疏水性的，其對生物，生物膜是疏水性的，其對生物膜極具危害性。損傷效應主要是膜極具危害性。

27、損傷效應主要是使核酸斷裂，多糖解聚，不飽和使核酸斷裂，多糖解聚，不飽和脂肪酸過氧化。脂肪酸過氧化。（2 2） 羥基自由基羥基自由基OH OH 是化學性質最活潑的活性氧，反應性極強，無專是化學性質最活潑的活性氧，反應性極強，無專一性。在機體內一旦形成可立即與生物體內所有物質一性。在機體內一旦形成可立即與生物體內所有物質，如糖，蛋白質，如糖，蛋白質，DNADNA，堿基，磷脂和有機酸等發(fā)生，堿基，磷脂和有機酸等發(fā)生反應，而且反應速率快，極具破壞性，能造成多種生反應，而且反應速率快，極具破壞性，能造成多種生物分子、細胞和組織的氧化損傷。物分子、細胞和組織的氧化損傷。B B、 損害損害DNADNA導致細

28、胞突變：導致細胞突變：從從DNADNA的戊糖部位提取氫形成戊糖自由基；的戊糖部位提取氫形成戊糖自由基；堿基自由基或戊糖自由基均可發(fā)生次級反應，造成堿基自由基或戊糖自由基均可發(fā)生次級反應，造成DNADNA堿基堿基降解或缺失，氫鍵破壞或主鏈斷裂，改變核苷酸結構或排列，降解或缺失，氫鍵破壞或主鏈斷裂，改變核苷酸結構或排列，破壞其攜帶的遺傳信息，引起細胞突變。破壞其攜帶的遺傳信息，引起細胞突變。A A、損傷蛋白質：、損傷蛋白質：從蛋白質多肽鏈的飽和碳原子上提取氫；從蛋白質多肽鏈的飽和碳原子上提取氫；氧化蛋白質的巰基：引起蛋白質氧化蛋白質的巰基：引起蛋白質( (或酶或酶) )的結構改變，使其的結構改變，

29、使其生物活性受損或喪失，使蛋白質混亂聚合成酸且呈代謝惰性生物活性受損或喪失，使蛋白質混亂聚合成酸且呈代謝惰性，在細胞內聚集并排擠正常成分，引起細胞退行性變化。，在細胞內聚集并排擠正常成分，引起細胞退行性變化。C C、攻擊未飽和脂肪酸，引起細胞膜或亞細胞膜、攻擊未飽和脂肪酸，引起細胞膜或亞細胞膜( (內膜內膜系統(tǒng)系統(tǒng)) )脂質過氧化。脂質過氧化。進攻膜組分磷脂中的不飽和脂肪酸，引發(fā)系列自由基鏈式反應進攻膜組分磷脂中的不飽和脂肪酸，引發(fā)系列自由基鏈式反應，生成多種脂質過氧化物。，生成多種脂質過氧化物。使膜的結構和功能改變。不飽和脂肪酸減少，磷脂組成發(fā)生變使膜的結構和功能改變。不飽和脂肪酸減少，磷脂

30、組成發(fā)生變化，膜流動性降低，通透性增加，膜上蛋白質或酶損傷失活及化，膜流動性降低，通透性增加，膜上蛋白質或酶損傷失活及脂質過氧化作用的有毒產物對細胞與亞細胞膜的毒性效應，最脂質過氧化作用的有毒產物對細胞與亞細胞膜的毒性效應，最終造成整個細胞結構與功能的損傷。終造成整個細胞結構與功能的損傷。細胞膜3 3、氧自由基的清除、氧自由基的清除 自由基對生物體既有必需的一面，又有損傷的自由基對生物體既有必需的一面，又有損傷的一面，生物體內的氧自由基不斷產生、利用又被消一面，生物體內的氧自由基不斷產生、利用又被消除。當氧自由基不斷增值至消除不掉時，就會損害除。當氧自由基不斷增值至消除不掉時，就會損害機體。機

31、體。 抗氧化劑由于其特殊的分子結構，能提供一個抗氧化劑由于其特殊的分子結構，能提供一個電子給自由基，自身不會形成有害的能引發(fā)鏈式反電子給自由基，自身不會形成有害的能引發(fā)鏈式反應的危險物質。應的危險物質。 機體內形成了一套抗氧化防御體系，按消除機機體內形成了一套抗氧化防御體系，按消除機制分為酶抗氧化劑和非酶抗氧化劑。制分為酶抗氧化劑和非酶抗氧化劑。（1 1）酶抗氧化劑）酶抗氧化劑生物體內的酶保護系統(tǒng)：超氧化物歧化酶生物體內的酶保護系統(tǒng)：超氧化物歧化酶(SOD)(SOD)、過氧化氫酶、過氧化氫酶(CAT)(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽過氧化物酶(CSH(CSHPX)PX)等。等。SODS

32、OD（由蛋白質和金屬離子組成）主要分布于線粒體基質中。（由蛋白質和金屬離子組成）主要分布于線粒體基質中。 SODSOD減少減少O O2 2- -，保護細胞，抗衰老。，保護細胞，抗衰老。2 O2- +2H+ = H2O2+ O2SODFe-SODFe-SOD活性中心活性中心Fe-SODFe-SOD非活性模型非活性模型H2O2 + O2- = OH- + O2 + OHOHOH是強氧化劑，可氧化抗壞血酸等有機物，并可直是強氧化劑，可氧化抗壞血酸等有機物，并可直接使酶（接使酶（CuZnCuZnSODSOD）失活。）失活。過氧化氫酶過氧化氫酶(CAT)(CAT)可消除可消除H H2 2O O2 22H

33、2O2 = O2 + 2H2OCAT2 O2- +2H+ = H2O2+ O2SOD（2 2） 非酶抗氧化劑非酶抗氧化劑生物體內：生物體內： 脂溶性維生素脂溶性維生素E E：清除：清除 O O2 2- -、OHOH，防止脂類過，防止脂類過氧化造成的損失。氧化造成的損失。 水溶性維生素水溶性維生素C C（濃度較高時）、尿酸可消除（濃度較高時）、尿酸可消除OHOH。 血漿銅藍蛋白：消除血漿銅藍蛋白：消除O O2 2- - ，雖然消除能力僅為，雖然消除能力僅為SODSOD的的1/300001/30000，但由于它在血漿中的含量高，其作，但由于它在血漿中的含量高，其作用不容忽視。用不容忽視。植物體內主

34、要的抗氧化劑：植物體內主要的抗氧化劑：- -胡蘿卜素、番紅素、胡蘿卜素、番紅素、維生素維生素C C、E E和黃酮類化合物。和黃酮類化合物。富含抗氧化劑的植物：富含抗氧化劑的植物：“有色有色”的蔬菜和水果的蔬菜和水果胡蘿卜、南瓜、桃、杏、橘子等橙色植物：胡蘿卜、南瓜、桃、杏、橘子等橙色植物：- -胡蘿胡蘿卜素卜素葡萄、柚、檸檬、蕎麥等黃色植物：黃酮類化合物葡萄、柚、檸檬、蕎麥等黃色植物：黃酮類化合物菠菜、韭菜、無頭甘藍菜、空心菜、綠花椰菜、芥蘭菠菜、韭菜、無頭甘藍菜、空心菜、綠花椰菜、芥蘭菜等綠色植物：維生素菜等綠色植物：維生素C C和維生素和維生素E E。蕃茄蕃茄( (含番茄紅素最豐富的食物含

35、番茄紅素最豐富的食物) )、葡萄柚、葡萄柚( (紅肉紅肉) )、西、西瓜等紅色植物：番茄紅素。瓜等紅色植物：番茄紅素。大蒜、包心菜、洋蔥、韭菜、等植物：丙烯基硫化物大蒜、包心菜、洋蔥、韭菜、等植物：丙烯基硫化物（3 3）避免自由基傷害的一些方法）避免自由基傷害的一些方法 拒絕抽煙。吸一口煙會制造十萬個以上自由基，會加速癌細拒絕抽煙。吸一口煙會制造十萬個以上自由基，會加速癌細胞生長，尤其是肺癌。還會造成心血管病及糖尿病。胞生長，尤其是肺癌。還會造成心血管病及糖尿病。 減少做菜時的油煙：色拉油是多元不飽和脂肪酸，很容易氧減少做菜時的油煙：色拉油是多元不飽和脂肪酸，很容易氧化成自由基?；勺杂苫?。

36、盡量少服不必要的藥物：有些中西藥是有毒性的，如抗生素盡量少服不必要的藥物：有些中西藥是有毒性的，如抗生素、消炎化療藥物會產生自由基。、消炎化療藥物會產生自由基。 避免農藥的污染；農藥會產生大量自由基，放置和高溫處理避免農藥的污染；農藥會產生大量自由基，放置和高溫處理可以減少農藥的污染?？梢詼p少農藥的污染。 大量飲用干凈的水：大量飲用干凈的水：2000 mL2000 mL以上的水可以幫助我們有效地以上的水可以幫助我們有效地消除自由基。各式飲料和含添加物的水是不好的水分補充。消除自由基。各式飲料和含添加物的水是不好的水分補充。 食用蔬菜水果。食用蔬菜水果。 攝取動物高脂肪類食物：魚蛋奶、豆類均含有

37、豐富的蛋白質攝取動物高脂肪類食物：魚蛋奶、豆類均含有豐富的蛋白質，不要吃燒烤食物。，不要吃燒烤食物。 減少加工食物攝?。杭庸な澄锾砣氲纳?、防腐劑及香料等減少加工食物攝?。杭庸な澄锾砣氲纳?、防腐劑及香料等會在身體內產生過多的自由基。會在身體內產生過多的自由基。共價鍵離子鍵離子鍵金屬鍵金屬鍵原子間作用力原子間作用力取向力誘導力誘導力色散力色散力氫鍵分子間作用力分子間作用力第四節(jié)第四節(jié) 分子間的作用力分子間的作用力(intermolecular force)一、分子的極性與分子的極化一、分子的極性與分子的極化 非極性鍵非極性鍵非極性分子非極性分子 (nonpolar molecule) ：O2,

38、 H2, Cl2 極性鍵極性鍵: 對稱分子對稱分子 非極性分子非極性分子 ： CO2, BF3, HgCl2, CH4 不對稱分子不對稱分子 極性分子極性分子 (polar molecule) ：NH3, H2O, CHCl3偶極矩偶極矩(dipole moment) (dipole moment) ： 用于衡量分子的極性大小用于衡量分子的極性大小。 = q = q d d 方向：正方向：正負負 單位：單位：C C m m（庫侖（庫侖米米 ） = =0 0，非極性分子；，非極性分子； 越大分子極性越強越大分子極性越強 P194表表10-6分子的極化分子的極化永久偶極永久偶極(permanent

39、 dipole(permanent dipole） ：極性分子（偶極分子）固有的偶極極性分子（偶極分子）固有的偶極 誘導偶極誘導偶極(induced dipole) (induced dipole) ：外電場的作用，使分子變形而產生的偶外電場的作用，使分子變形而產生的偶極極瞬間偶極瞬間偶極(instant dipole) (instant dipole) ：分子內部的原子核和電子的不斷運動使分子內部的原子核和電子的不斷運動使分分子的正、負電荷重心不斷發(fā)生瞬間相對子的正、負電荷重心不斷發(fā)生瞬間相對位位移而產生的偶極。移而產生的偶極。取向力取向力(orientation force )兩個兩個永久偶極永久偶極間的作用力。間的作用力。存在于極性分子之間。存在于極性分子之間。二、二、van der waals 力力(forces)本質：靜電引力本質：靜電引力誘導力誘導力(induction force) 永久偶極和誘導偶極間的作用力。永久偶極和誘導偶極間的作用力。存在于極性分子與非極性分子間，極性分子存在于極性分子與非極性分子間，極性分子與極性分子間。與極性分子間。色散力色散力(disp