无机化学基本原理第八章分子结构1.ppt

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1、第八章分子结构离子键理论化学键理论共价键理论金属键理论§8-1离子键理论一、离子键的特点1.离子键的本质是库仑静电作用力f=q+q-/R2q+、q-为离子所带电荷,R为离子间距离。离子键强度是用晶格能来描述的。12.离子键的特点：既无方向性，也无饱和性离子化合物是由正负离子通过离子键相互交替连结而成的晶体结构。3.离子键的离子性与元素的电负性差有关。两元素的电负性差x判断键的性质二、离子键的强度与玻恩-哈伯（Born-Haber)循环1.晶格能U:相互远离的气态正离子和负离子结合成1mol离子

2、晶体时所释放的能量的绝对值。或1mol离子晶体解离成自由气态离子时所吸收的能量的绝对值。可以近似地认为晶格能等于晶格焓。2rHm=H1+H2+H3+H4+H5rHm=S+1/2D+I+(-E)+(-U)U=-rHm+S+1/2D+I–E代入有关数据：U=410.9+109+121–496–349=787.9kJ·mol-1例1：mMx+(g)+xxm-(g)=Mmxx(s)U=-rHm2.晶格能的计算Born-Haber循环理论计算U=-Vr0=[NAZ1Z2e2(

3、1-1/n)]/40r0N、A为常数，n与电子构型有关，Z1Z2为正负离子电荷数。33.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，晶体的熔点越高，硬度越大，热膨胀系数越小。压缩系数越小。2.由于离子化合物中存在一定的共价成分，实验晶格能往往比理论计算值大，实验值比计算值大的越多，说明化合物中存在更多的共价成分。4三、离子的特征：1.离子的电荷：原子在形成离子化合物过程中，失去或得到的电子数2.离子的电子构型简单负离子一般最外层具有稳定的8电子构型。正离子：2电子构型L

4、i+Be2+8电子构型Na+K+Ca2+18电子构型Cu+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+18+2电子构型Pb2+、Sn2+、Bi3+9-17电子构型Fe2+、Fe3+、Cr3+、Mn2+53.离子半径：(1)离子半径：根据晶体中相邻正负离子间的核间距(d)测出的。d=r++r-（有效离子半径）(2)离子半径变化规律：p168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。rNa+=98pm,rF-=133pm同一元素不同价态的正离子，电荷数越少的离子半径越大。rFe2+>

5、rFe3+同一主族，从上到下，电荷数相同的离子半径依次增大。6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。rNa+>rMg2+>rAl3+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。rLi+rMg2+;rSc3+rZr4+;rNa+rCa2+§8-2化学键的键参数及分子的性质一、键参数1.键能：在101.3kPa下，298K时，将1mol理想气体分子AB拆开为理想气态下的A、B原子的过程的焓变，称为AB的键能（bondenergy)。用EA-B

6、表示。7例1.NH3(g)=NH2(g)+H(g)D1=427kJ·mol-1NH2(g)=NH(g)+H(g)D2=375kJ·mol-1NH(g)=NH(g)+H(g)D2=356kJ·mol-1EN-H=1/3(D1+D2+D3)=1158/3=386kJ·mol-12.键长:分子中两个键合原子核间的平均距离3.键角:分子中键与键之间的夹角。4.键的极性:不同原子间形成的共价键，由于原子电负性的不同，原子核的正负电荷重心不再重合，形成极性共价键。5.键级:价键理论中形成共价键的数目。键级=

7、（成键电子数-反键电子数）/28二、分子的性质1.分子的极性组成分子的化学键都是非极性共价键，分子是非极性分子组成分子的化学键是极性键a.分子间构型不完全对称，是极性分子NH3H2OH2SCH3Clb.分子间构型对称，是非极性分子CO2CCl4CH4双原子分子，键有极性，分子就有极性。.92.分子电偶极距:大小相等,符号相反,彼此相距为d的两个电荷(+q,-q)组成的体系称为偶极子.其电量与距离的乘积就是分子的电偶极矩.=qd正负电荷中心的距离乘以正电中心或（负电中心）的电量。分子的电偶

8、极矩的数值可以判断键的极性103.分子的磁性顺磁性物质:物质的分子中含有未成对电子,单电子本身自旋运动所产生的自旋磁矩和电子绕核运动所产生的轨道磁矩产生耦合。逆磁性物质磁性的测定：p173磁天平=[n(n+2)]1/2BB：单位，Bohr磁子。11§8-3共价键理论一、经典的Lewis学说1.要点:原子通过共用电子对形成的化学键——共价键。“—”单键“=”双键“”三键2.八隅体规则(octerrule)(1)按分子或离子式计算总的价电子数目(2)画出分子或离子的骨架结构3.Lewis