分子结构和化学键

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1、第二章分子结构和化学键化学键：当原子结合成分子时，存在于原子之间的相互作用称为化学键化学键离子键共价键金属键氢键范德华力2.1离子键(Ionicbond)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（Theoryofionicbond)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。Na+ClNa++Cl-正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

2、子形成离子键Na++Cl-NaCl4、离子键的强度----晶格能(Latticeenergy)晶格能：1mol离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1mol离子晶体时所释放的能量。）晶格能的计算--Born-Haber循环Na(s)+½F2(g)NaF2(S)Na(g)+F(g)Na+(g)+F-(g)U0EeaIΔfHmΔsubHmD(在上述计算中，吸收能量取正值，释放能量取负值）5、决定离子化合物性质的主要因素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)

3、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2、离子键理论（Theoryofionicbond)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。Na+ClNa++Cl-正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Na++Cl-NaCl(3)电子构型的影响Na+r=97pm,Cu+r=96pm但NaCl溶于水而CuCl不溶原因：电子构型不同离子的电子构性种类2电子构型最外层为2个电子，如Li+8电子构型最外层为8个电子,如K+18电子构型最外层为

4、18个电子,如Cd2+、Ag+(18+2)电子构型最外层为2个电子次外层为18个电子，如Pb2+不饱和型电子构型最外层为9-17个电子如Fe2+2.2共价键和价键理论1、共价键的形成H·+·HH:H(H–H)原子通过共用电子对而形成分子时，原子间的相互作用（化学键）称为共价键键级：分子中两原子共享的电子对数目孤对电子：在分子中原子单独拥有的未成键的电子对键长：共价分子中两个成键原子的核间距离键能：1mol气态分子断开化学键而生成气态原子所需的能量。2、价键理论（电子配对理论）(Heitler-London)ValencebondTheoryHHEr当两原子的电子自旋相反时的势能曲线当两原

5、子的电子自旋相同时的势能曲线r0↑↓H2分子的基态↑↑H2分子的排斥态基态排斥态两个氢原子接近时，电子云的分布情况价键理论的基本要点：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(2)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----最大重叠原理。3、共价键的特点：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(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

6、向（轨道重叠最大的方向）4、共价键的类型：(1)σ键和π键σ键：成键的两原子以“头碰头”的方式，沿两原子核连线方向发生轨道重叠。π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对称分布两个原子的原子核的连线称为键轴。一般说来，π键的重叠程度小于σ键，所以π键的键能比σ键的键能小，更易于发生化学反应。(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HHN:+H+HHHNHH2.3轨道杂化理论(Pauling,1931)HybridizationTheory在同一个原子中能量

7、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1、轨道的杂化原子形成杂化轨道的一般过程激发杂化轨道重叠CH4分子的形成2s2p2s2pSp3杂化轨道激发杂化成键CH4分子+4H杂化成键§2.3轨道杂化理论(Pauling,1931)HybridizationTheory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1、轨道的杂化