《无机化学》第7章化学键理论与分子结构.ppt

化学键理论和分子结构●原子间的结合方式及结合力（化学键）﹡正负离子间靠静电作用形成的化学键化学键理论原子化学键分子晶体类型2H共价键分子间力H2O(l)H2O(s)分子晶体ONa→Na+离子键Na+Cl-(s)离子晶体Cl→Cl-共价键CC(金刚石)原子晶体金属键NaNa(s)金属晶体化学键Lewis的经典共价理论：1927年海特勒（Heitler）和伦敦（London）用量子力学处理H2分子结构，提示了共价键的本质。(一)氢分子的形成：（一）氢分子的形成r(pm)n=1,l=0,m=0,ms=+1/2n=1,l=0,m=0,ms=-1/2综上所述：量子力学对H2分子的处理表明：H2形成是两个H原子1s轨道重叠的结果。共价键的本性是电性的。但这种结合力是两核间电子云密集区对两核的吸引力（成键电子在两核间出现的概率大），而不是正负离子间的库仑引力。（二）现代价键理论的基本要点2、共价键的饱和性3、共价键的方向性：(a)最大重叠（三）共价键的类型与特征“头碰头”重叠—σ键“肩并肩”重叠—π键【例9-7】N2分子的形成：现代价键理论◎π键易断开，不能单独存在，只能与σ键共存于具有双键或叁键的分子中，【例9-8】NH4+的结构式为【例9-9】CO分子二、键参数——表征化学键基本性质的物理量。共价键的键参数主要有键能、键长、键角及键的极性等。例如：H2OD(H-OH)=499kJ.mol-1D(O-H)=429kJ.mol-1（2）键长（3）键角：分子中同一原子形成的化学键之间的夹角。反应分子空间构型的一个主要参数。（4）键的极性：由成键原子的电负性不同引起电负性差值键性小结现代价键理论（VB法）例:基态6C,1s22s22px12py1,未成对电子数2三、杂化轨道理论（hybridorbitaltheory,简称HO法）2、等性杂化与不等性杂化3、杂化轨道提高成键能力+4、杂化轨道之间力图在空间取得最大夹角分布，使体系能量降低。（三）杂化轨道理论的应用【例9-1】解释BeCl2分子空间构型---sp杂化BeCl2分子空间构型—等性sp杂化BeCl2的空间构型—sp杂化【例9-2】解释BF3的空间构型—sp2杂化BF3分子空间构型—等性sp2杂化+【例9-3】解释CH4分子空间构型—sp3杂化CH4分子空间构型—等性sp3杂化正四面体NH3:7N的外层电子排布2s22p3NH3分子的空间构型—不等性sp3杂化NH2O分子的空间构型—不等性SP3杂化H2O分子的空间构型—不等性sp3杂化O杂化类型spsp2sp3杂化类型不等性sp3四、价层电子对互斥理论2.推断分子或离子空间构型的步骤写出下面的价电子对数CCl4SO2CH2=CH2NH4+ICl2-OCl2物质价电子数价电子对数2）确定中心原子周围电子对排布方式配位原子按相应的几何构型排布在中心原子周围，每1对电子连结1个配位原子，剩下未结合的电子便是孤对电子。例第二节：离子键理论离子键第二步靠静电吸引，形成化学键。r=r0，V有极小值，此时体系最稳定，表明形成离子键。二、离子键的性质2.离子键没有饱和性三、离子键的强度与玻恩-哈伯（Born-Haber）循环晶格能定义：相互远离的气态阳离子和气态阴离子逐渐靠近并结合形成1mol离子晶体时放出的能量。用符号U表示，单位为kJ·mol-1，按热力学的规定，晶格能应为负值，但通常用其绝对值作为离子晶体的晶格能，即U为正值。对任意一离子型化合物都有：aMb+(g)+bXa-(g)=MaXb(s)U=离子晶体的晶格能，其实质是一种电性力，符合库伦定律F=三、离子的特征离子电子层构型d值可由晶体的X射线衍射实验测定得到，例如MgOd=210pm。1927年，Pauling把最外层电子到核的距离，定义为离子半径。并利用有效核电荷等数据，求出一套离子半径数值，被称为Pauling半径。c)同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。阳离子的半径小于原子的半径，阴离子的半径大于原子半径如Ti4+<Ti3+；Fe3+<Fe2+Na+<Na;Cl<Cl－。第二节一、分子的极性对双原子分子：分子极性与键的极性一致。□分子极性大小的量度——偶极矩(μ)分子的极化概念§2-4键的极性与分子的极性分子的极性ii）若空间结构不能使化学键键矩矢量为0，分子有极性。键矩≠0，分子偶极矩≠0。如例：试判断下列分子有无极性二、范德华力(VanderWaals力)取向力:发生在极性分子之间诱导力Vanderwaals力(范德华力)□分子间力不属化学键，其特点：□分子间力可解释和推测同类物质的b.pm.p等物理性质的变化规律：三、氢键（二）氢键的特点和类型分子间的作用力（三）氢键形成对化合物性质的影响（熔点（m.p），沸点（b.p），溶解度等）（1）氢键形成对物质熔沸点的影响3●