分子结构1－大学化学基础课件

分子结构1－大学化学基础课件内容摘要：

分子结构1－大学化学基础课件 第三章 分子结构化学键的定义 (of 么是化学键。 2s) + g) 2s) 绿色 无色固体 气体 晶体极强 极弱 极弱熔融导电上边三种物质的性质的不同是由什么引起的。 反映出什么问题。 在 >中提出了用得最广泛的化学键定义： 如果两个原子 （ 或原子团 ） 之间的作用力强得足以形成足够稳定的 、 可被化学家看作独立分子物种的聚集体 ， 它们之间就存在化学键 化学键是指分子内部原子之间的强相互作用力 分子的形成与稳定性 共价键的本质及饱和性 分子的几何构型和共价键的方向性 子键 (1、离子化合物的特点在熔融状态能导电 （能溶于水的，水溶液也导电）通常情况下，大多数是晶体，熔点和沸点高电化学研究表明，在熔融状态或在水溶液中产生 离子。 2、离子键理论（ of ）当 电负性相差较大 的金属原子和非金属原子在一定的反应条件下相互接近时，由于有达到稳定的电子结构的倾向而分别失去或得到电子生成正离子和负离子。 a+ + 离子和负离子由于 静电引力 相互吸引而形成离子晶体，在离子晶体中，正离子和负离子形成离子键+ p( 2 a ( 3 s 62o 6 k p( 3 PC l ( 3 s 62e m o a C 静电引力形成条件 kJ·图为其形成时的势能曲线 力与斥力达到平衡状态 6 8 10 12 14R/102子键的特征2)没有方向性1）本质是静电作用离子视为点电荷，21离子的电荷是球对称分布，任一离子可以在各个方向吸引带有异号电荷的离子，并不存在某一方向上有差异。 4)在晶体中不存在独立的分子3)没有饱和性只要空间条件许可 ，每一个离子可吸引尽可能多的带异号电荷的离子。 但一些离子周围所排布的异号相反电荷离子的数目是一定的 ，是因为空间条件不允许每个 其周围的 6个 相互吸引“ 是表示在整个晶体中 数目与 1 ，是溴化钠的化学式5) 近代试验表明：离子型化合物中，仍有部分原子轨道的重叠。 一般用 离子性百分数表示键的离子性相对于共价性的大小体4、离子键的强度 格能 ( 晶格能：1子晶体解离成自由气态离子时所吸收的能量。 （或相距为无限远处的气态正离子和负离子结合成 1子晶体时所释放的能量。 ）晶格能的计算 g) + n g) = s) U = - 21 )()()(0 2 a ）(在上述计算中，吸收能量取正值，释放能量取负值）Na(g) + F(g)g) + F-(g)(s) + ½ F2(g) )晶格能的应用：1. 可以比较离子键的强度和晶体的稳定性。 晶格能越大，离子键的强度也越大，晶体的熔点越高，硬度越大影响晶格能大小的因素1）离子电荷越大， 离子键的强度也越大 ）2）离子半径越小，离子键的强度也越大 KJ/ 离子的特征在离子型晶体中， 即 140× 10 并以此为基准计算其它离子的半径。 例：在 邻的 12 则 离子半径为：r ( = 212 140 72 a) 具有同一电子结构的正负离子中，负离子半径一般比正离子半径大。 98 133同一元素不同价态的正离子，电荷数越少的离子半径越大。 c) 同一主族，从上到下，电荷数相同的离子半径依次增大。 d) 同一周期主族元素正离子半径随离子电荷数增大而依次减小。 > > e) 周期表中，每个元素与其邻近的右下角或左上角元素离子半径接近。 即 对角线规则。 ; ; 、决定离子化合物性质的主要因素(1)离子所带的电荷离子电荷越多，相反离子间引力越大，熔点、沸点越高，硬度越大。 同种元素不同电荷数的离子，其化学性质也有所不同。 (2) 离子半径离子半径越小，离子键越强，化合物的熔点、沸点越高(3) 电子构型的影响 r = 98 r = 96 于水 而 子构型不同离子的电子构型种类2电子构型 最外层为 2个电子，如 电子构型 最外层为 8个电子 , 如 K+18电子构型 最外层为 18个电子 , 如 18+2)电子构型 最外层为 2个电子次外层为 18个电子，如 饱和型电子构型 最外层为 9 价键和价键理论经典的共价键理论（路易斯）：键合的原子通过共享电子对而联结在一起 ，每一个参与成键的原子都应达到稀有气体原子稳定的电子层构型，即外层电子 所谓的 “ 八隅律”。 1）电子带负电，同性相斥，为何形成电子对2）不能解释 键理论（电子配对理论） ( 态 斥态两个氢原子接近时，电子云的分布情况当两个原子接近时，两原子中 自旋相反 的未成对电子轨道重叠，电子云密集，系统能量降低，成为两原子的共享电子对而形成化学键 共 价键共价键的本质：价键理论的基本要点：（ 1） 电子配对原理：A、 它们的自旋相反，则两电子相互靠近配对，可形成稳定的共价键（共价单键），形成 N(2NN 2H(1+O(2H O H (3)最大重叠原理 :原子轨道重叠时，轨道重叠越多，电子在两核间出现的机会越大，形成的化学键越稳定，因此，共价键应尽可能地沿原子轨 道最大重叠方向形成。 (2)能量最低原理 :成键过程中，自旋相反的单电子之所以要配对，主要是配对以后会放出能量，使体系能量降低3、共价键的特点：(1)共价键具有饱和性每个原子成键的总数或以单键连接的相邻原子数是一定的H(1H(1H H 2 + H 2) 共价键具有方向性由于成键时要遵守最大重叠原理，因此一个原子与其他原子形成的共价键具有一定的方向（轨道重叠最大的方向）原子轨道中，除 s 轨道为球对称外， 此，原子轨道间只有在伸展方向上重叠，才能满足原子轨道间的最大重叠。 例： 最大重叠1大重叠（头碰头）+ + +问： 1H： 1+4、共价键的类型：(1) 键和 键键 ： 成键的两原子以“头碰头”的方式，沿键轴（两原子核连线方向）发生轨道重叠。 重叠部分对键轴呈园柱形对称键 ： 成键时两原子轨道以“肩并肩”的方式发生重叠，重叠部分对通过键轴、密度为零的一个平面呈反对称分布两个原子的原子核的连线称为 键轴。 一般说来， 键的重叠程度小于键，所以 键的键能比 键的键能小，更易于发生化学反应。 键的特征1. 键键能较 键低，不稳定，易打开；具有较 大的化学活性。 2. 碳碳双键不能以 键为轴自由旋转。 碳碳双键的组成以乙烯分子为例：乙烯分子中的 键 乙烯分子中的 键碳碳三键的组成乙炔分子中的碳碳三键乙炔分子中 键的形成例： N(2NN 按 键 +键）（ 键 +2键）成键两原子之间，有且只有一个 键(键 )(2) 正常共价键和配位共价键正常共价键： 共用电子对由成键的两个原子共同提供。 配位共价键： 共用电子对由成键原子中的一个原子提供N : + H+ N 1 21 22 键，一个 键 ,一个配位 道杂化理论 ( 1931) 实验测得 和 该形成 实际上是形成了 怎样解释。 1、轨道的杂化(1) 原子形成杂化轨道的一般过程激发 杂化 轨道重叠在 同一个原子 中 能量相近 的不同类型的几个原子轨道在成键时可以相互叠加而组成 同等数量 的 能量完全相同 的杂化原子轨道(2)杂化发生于分子的形成过程中，杂化轨道属于中心原子注意要点：（ 3）参与杂化的原子轨道能量要相近1P，能量相差大，不可行（ 4）形成的 杂化轨道的 数目 等于参加杂化的原子轨道数目1个 S + 1个 P 杂化 个 5） 杂化 轨道成分：有 1/2（ 6） 杂化轨道空间伸展方向会改变，轨道有更强的方向性和更强的成键能力（ 7）不同的杂化方式导致杂化轨道的空间分布不同，1化轨道 =。