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1、热力学讲义第七章1第1页，共25页，编辑于2022年，星期日7.1 拓扑方法及其在化工中的应用拓扑方法及其在化工中的应用1、基本概念、基本概念分子结构包括分子的拓扑结构与几何结构分子结构包括分子的拓扑结构与几何结构分子拓扑结构分子拓扑结构：构成化学物质的原子及原子间的连：构成化学物质的原子及原子间的连接关系，不包括键长和键角等细节，为二维空间接关系，不包括键长和键角等细节，为二维空间表达式。如常见的二维化学结构式。表达式。如常见的二维化学结构式。分子几何结构分子几何结构：分子的三维立体结构，通过详细地描：分子的三维立体结构，通过详细地描述分子中每个原子的坐标来表达。述分子中每个原子的坐标来表达
2、。拓扑结构的数学表达较几何结构大为简单拓扑结构的数学表达较几何结构大为简单2第2页，共25页，编辑于2022年，星期日研究化学拓扑结构信息的用处：研究化学拓扑结构信息的用处：（1）用于实现对已知化合物结构信息的计算机存）用于实现对已知化合物结构信息的计算机存储、检索和管理储、检索和管理（2）关联化合物结构和性质，用作分子设计的结构参）关联化合物结构和性质，用作分子设计的结构参数数（3）合成路线的最优设计）合成路线的最优设计分子拓扑结构表示方法：分子拓扑结构表示方法：线性表达式、矩阵指数和图形表示。线性表达式、矩阵指数和图形表示。3第3页，共25页，编辑于2022年，星期日图形表示图形表示：有机
3、分子结构式是有机分子拓扑结构的图：有机分子结构式是有机分子拓扑结构的图形表示。如：形表示。如：H H C=CH H4第4页，共25页，编辑于2022年，星期日分子连接性指数分子连接性指数：分子拓扑结构图形表示的量化表现。：分子拓扑结构图形表示的量化表现。其假定：其假定：用来表示分子结构和若干性质间的定量关系所用来表示分子结构和若干性质间的定量关系所需的信息，表征于由非氢原子和键构成的隐氢式中。需的信息，表征于由非氢原子和键构成的隐氢式中。分子的性质和由隐氢式计算得到的连接性指数间存分子的性质和由隐氢式计算得到的连接性指数间存在某种函数关系。在某种函数关系。5第5页，共25页，编辑于2022年，
4、星期日6第6页，共25页，编辑于2022年，星期日7第7页，共25页，编辑于2022年，星期日8第8页，共25页，编辑于2022年，星期日9第9页，共25页，编辑于2022年，星期日10第10页，共25页，编辑于2022年，星期日连接性指数方法在高分子体系中的应用连接性指数方法在高分子体系中的应用 连接性指数方法广泛用于描述常规分子体系的结连接性指数方法广泛用于描述常规分子体系的结构构性质间关系性质间关系(QSPR or QSAR)。特别在药。特别在药物分子设计及环境相关物质方面应用较多，但扩物分子设计及环境相关物质方面应用较多，但扩展应用于高分子时具有一定的困难。展应用于高分子时具有一定的困
5、难。11第11页，共25页，编辑于2022年，星期日12第12页，共25页，编辑于2022年，星期日13第13页，共25页，编辑于2022年，星期日14第14页，共25页，编辑于2022年，星期日15第15页，共25页，编辑于2022年，星期日16第16页，共25页，编辑于2022年，星期日17第17页，共25页，编辑于2022年，星期日18第18页，共25页，编辑于2022年，星期日19第19页，共25页，编辑于2022年，星期日20第20页，共25页，编辑于2022年，星期日21第21页，共25页，编辑于2022年，星期日22第22页，共25页，编辑于2022年，星期日23第23页，共25页，编辑于2022年，星期日24第24页，共25页，编辑于2022年，星期日25第25页，共25页，编辑于2022年，星期日