大学无机化学~~~分子结构.ppt

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1、第十章分子结构1前言研究分子结构，主要研究两方面的问题：一是分子中原子间是怎样结合的。—即“化学键”问题。二是分子之间是怎样结合的。—即“分子间力”的问题。2主要内容:1化学键分类2共价键理论，“价键理论”、“杂化轨道理论”、“价电子对互斥理论(自学)”、“分子轨道理论”3分子间力和氢键(自学)31化学键分类1）化学键:分子中原子结合在一起的强烈的相互作用，称为化学键。2）化学键主要分为:离子键、共价键、配位键和金属键四大类型。键的强弱可用键参数衡量。4离子键——即成键原子得失电子后形成正、负离子，正、负离子间靠静电引力结合在一起而形成的化学键。特点：无方向性

2、，无饱和性。离子键5共价键我们把原子间通过共用电子对而形成的化学键叫共价键。H·+·H→H﹕H共价键的特点具有方向性和饱和性。6配位键是一种特殊的共价键。共用电子对不是由成键的两原子提供，而是由其中一个原子单独提供和另一原子共用，像这样由一个原子单独提供一对电子而形成的共价键叫配位键。特点：具有方向性和饱和性。配位键7金属键我们把在金属晶体中由于电子运动而使金属原子和金属阳离子间相互结合的化学键称为金属键。金属键的特性：金属键没有方向性和饱和性。82共价键理论无机化学中将研究共价键的理论称为共价键理论，包括：(1)现代价键理论（又称VB法或e配对法，包括经典价

3、键理论、杂化轨道理论和价e对互斥理论）(2)分子轨道理论（又称MO法）9一、经典价键理论2-1现代价键理论-1H2分子的形成10一、经典价键理论1基本观点p148：（1）成键原子自旋相反的单电子相互接近时，可两两成对，使核间电子密度较大，形成稳定的共价键。原子可通过共用电子对达到稳定的稀有气体结构。11（2）共价键具有饱和性和方向性—特征饱和性—指一个原子有几个单电子，就只能与几个自旋相反的单电子配对成键。方向性—共价键形成时应尽量满足最大重叠原理。即沿轨道对称轴方向的重叠。12（3）原子轨道重叠方式不同形成两种键。“头碰头”—键“肩并肩”—键键──两个

4、原子轨道沿着键轴方向以“头碰头”方式重叠而形成的键称为键。s－ss－pp－p13键──两个原子轨道沿着键轴方向以“肩并肩”方式重叠而形成的键称为键。Py──Py,Pz──Pz轨道的重叠按照这种方式重叠N2分子中两个N原子间形成了一个键和两个键由于键重叠程度要比键小,所以键的强度要比键大。14152-1现代价键理论-2二、杂化轨道理论1为什么会提出杂化轨道理论？经典价键理论对分子结构的认识前进了一步，但解决不了某些问题。例如：解释不了类似CH4分子的结构。C价e构型：2S22P2只有2个单电子，只能形成2个共价键。再如：PCl5162“杂化”和

5、“杂化轨道”（1）什么是杂化——杂化轨道理论中，把“同一原子中能量相近的某些原子轨道，在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道的过程称为“杂化”。经杂化后的轨道称为“杂化轨道”。17（2）杂化过程:基态原子──>激发态原子──>杂化态原子（3）杂化条件:参与杂化的原子轨道必须是能量相近的原子轨道。杂化过程原子轨道总数不变。（4）杂化轨道类型：按照混合杂化的轨道类形和数目分为sp杂化、sp2杂化、sp3杂化、dsp杂化等。182p2s2s2psp3foursp3hybridorbital●sp3杂化excitedhybridizationFormationo

6、fthecovalentbondsinCH4HybridorbitalConfigurationofCingroundstateCH4109.5°19●sp2杂化2s2p轨道2s2p2s2psp2threesp2hybridorbitalexcitedhybridizationFBFFB+3F20●sp杂化2s2p2s2psp2ptwosphybridorbitalexcitedhybridizationH－Be－HConfigurationofBeingroundstateHybridorbitalFormationofthecovalentbondsinB

7、eH221请大家注意：在各种杂化轨道中，还存在着“不等性杂化”，即杂化后的轨道中填充的是中心原子的孤电子对.这样我们就可以解释象水和氨这样的分子结构了.H2O中O原子采取sp3不等性杂化sp3杂化ValencebondpicturesofH2OFormationofthecovalentbondsinH2Osp3HybridorbitalConfigurationofOingroundstate22NH3中N也是采取sp3杂化N的电子构型:1s22s22p3NF323小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型中心原子Be(ⅡA)B(ⅢA)C,Si(ⅣA)N,P(ⅤA

8、)O,S(ⅥA)Hg(ⅡB)直线形三角