基础化学课件：化学键及分子结构.ppt

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1、第4章-1化学键及分子结构§1共价键§2杂化轨道理论§3价层电子对互斥理论§4分子间力和氢键§5离子极化本章作业：P322:2,4,5,12,13,16.P324:2,8.1共价键1.化学键分子或晶体中相邻原子间强烈的相互作用共价键分类金属键离子键2价键理论（valenceband,VB法）2.1键的形成与特点2.2键型价键(ValenceBond,VB)理论基本观点：两原子间通过共用电子对相连形成分子。是基于电子定域于两原子之间的成键理论。共价键的形成与本质:（1）成键两原子靠近时,键合双方各提供自旋方向相反的未成对电子。（2）键合双方原子轨道应尽可能最大程度地重叠。(对称性相同,能量相近的

2、轨道发生重叠)2.1键的形成与特点共价键的本质：原子相互接近时，由于原子轨道的重叠，原子间通过共用自旋方向相反的电子对使体系能量降低，由此形成共价键。共价键的特征HClHOHNN2.2键型（1）σ键：头碰头（2）π键：肩并肩键能较低N22s22p3NN(原子轨道角度分布以同号重叠)键能较高键：头碰头方式重叠Cl:3s23p53px13py23pz2键：肩并肩方式重叠p-p键N:2s22p32px12py12pz1键：肩并肩方式重叠p-d键d-d键（3）配位键形成条件：成键原子一方有孤对电子，另一方有空轨道。例：CO的价键结构式:(与N2为等电子分子)C：O：：O——C：••••

3、O==C2s2p1s1syxH2S中：S的3px,3pyH的1sC和H形成的C-H化合物中，应该形成CH2,但实际上是形成了CH4，怎样解释？2杂化轨道理论基本要点：1成键时能级相近的价电子轨道相混杂，形成新的价电子轨道——杂化轨道。2杂化前后轨道数目不变。3杂化后轨道伸展方向，形状发生改变,成键时轨道可以更大程度的重叠,使成键能力增强。可以把它看作VB法的发展与补充CH4的空间构型为正四面体C：2s22p21.sp3杂化sp3B：2s22p12.sp2杂化BF3的空间构型为平面三角形sp2sp2杂化2S22p1Be：2s23.sp杂化BH2的空间构型为直线形HHBespsp杂化Be采用sp杂

4、化生成BeH2两个sp杂化轨道2杂化类型与分子空间构型的关系①sp杂化轨道1个ns轨道与1个np轨道杂化形成2个sp杂化轨道：xx++pxs++-1800--spspBeCl2的成键过程：铍原子杂化2s2p铍原子基态2s2p激发态sp2p杂化状态BeCl2的成键过程：4.不等性sp3杂化104o30’小结:杂化轨道的类型与分子的空间构型杂化轨道类型参加杂化的轨道杂化轨道数成键轨道夹角分子空间构型实例中心原子s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p2443Be(ⅡA)B(ⅢA)C,Si(ⅣA)N,P(ⅤA)O,S(ⅥA)Hg(ⅡB)不等性3价层电子对互斥理论基本要点1.分子或离子的空间构型与中

5、心原子的价层电子对数目有关VP=BP+LP(价层)(成键)(孤对)2.价层电子对尽可能远离,以使斥力最小LP-LP>LP-BP>BP-BP3.根据VP和LP,推测分子的空间构型推测方法(AXm)(1)确定中心原子A的价层电子对数VPVP=1/2[A的价电子数+X提供的价电子数-离子电荷代数值]原则:①A的价电子数=主族序数;②配体X:H和卤素每个原子各提供一个价电子,氧与硫不提供价电子;例:VP()=(6+4×0-(-2))=4注：①卤素原子作中心原子时，提供所有的7个价电子，作配位原子时只提供1个价电子；②氧族元素的原子作中心原子时，提供所有的6个价电子，作配位原子时不提供价电子；③惰性气体

6、元素的原子作中心原子时，最外层电子均看作价层电子例：计算NH4+、IF2–的价层电子对的数目。VP(NH4+)=(5+4×1–1)/2=4VP(IF2–)=[7+2×1–(–1)]/2=5(2)确定电子对的空间排布方式VP=2直线形VP=3平面三角形VP=4正四面体VP=5三角双锥VP=6正八面体AAAAA::::::::::::::::::::(3)确定孤对电子数和分子空间构型①LP=0分子的空间构型=电子对的空间构型VP=(2+2)=2LP=0VP=(6+6)=6LP=0VP=(4+4)=4LP=0VP=(5+5)=5LP=0VP=(3+3)=3LP=0②LP≠0分子的空间构型≠电子对的空

7、间构型使价层电子对斥力最小VPLP电子对的空间构型分子的空间构型34611212VP=5LP=1LP=2变形四面体T字形LP-BP（）LP-LP（）04106FClF:FClF::F:::FClFFF3中心原子的价层电子对中有孤对电子存在VPLP=VP-n分子或离子的几何构型实例31V形SO241三角锥NH32V形H2O51变形四面体TeCl42T形ClF33直线形XeF2、I3–61四方锥IF5