最新分子结构幻灯片.ppt

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1、分子结构第3章分子结构与化学键理论3.2价层电子对互斥理论3.5键参数3.4多原子分子3.1电子对价键理论3.3分子轨道理论3.6分子间作用力本章教学要求1.会用价键理论解释共价键的特征，会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单共价小分子的分子结构；2.初步认识分子轨道理论，掌握第二周期元素同核双原子的分子轨道特点及能级；3.掌握键长、键角、键能等对共价分子性质的影响；4.认识分子间作用力和氢键的本质，会用其解释对物质性质的影响。该理论的最大缺点是不能说明分子的空间构型,而仅仅说明了成键方式和键的数目。例：两核间电子云密度减小两核间电子云密度增大H2的形成过程

2、3.1.2共价键的形成与本质Heitler和London用量子力学处理H2分子的形成过程，得到E—r关系曲线。当具有自旋反平行的成单电子的原子相互接近时,其原子轨道重叠相加,核间产生电子云密度较大的区域,把两个核紧密地吸引在一起使体系能量下降的这种结合力就是共价键。1.共价键的形成2.共价键的本质共价键就是两成键原子的轨道重叠，核间电子概率密度大，其重叠区域越大，共价键越稳定。1.键3.1.3共价键的类型原子轨道沿着键轴方向以“头碰头”的方式进行重叠而形成的共价键称为键。原子轨道以"肩并肩"(或平行)的方式发生轨道重叠形成的共价键称为键。2.键3-1：在

3、HCl分子中的H-Cl共价键是由H原子的哪条轨道与Cl原子的哪条轨道重叠而形成？价键理论中认为原子的什么轨道才能参与成键?问题解：HCl分子中的H-Cl共价键是由H原子的1s轨道与Cl原子的一条3p轨道“头碰头”重叠而成。价键理论中认为只有原子的价轨道才能参与成键，非价轨道是不成键的。3.键与键性质的比较重叠方式对称情况重叠程度键能化学活泼性键头碰头沿键轴方向呈圆柱型对称大大不活泼键肩并肩镜面反对称小小活泼任何两个原子之间只能形成唯一的一个键，但却可形成一个或者两个键，如N2分子中就存在一个键和两个键。结论N2的成键：+结论在共价分子中,键是普

4、遍存在的。任何两个原子间首选形成键,且两个原子之间只能形成唯一的一个键。当满足键的形成条件时，原子间还可形成键。如N2分子中就存在一个键和两个键。问题3-2:指出下列分子或离子中哪些含有键，哪些含有键，以及键和键的数目。N2；O2；Cl2；I3-；C2H4；PCl3；KCl在形成共价键时要求成键原子的单电子配对，所以原子的单电子的数目决定了形成共价键的数目，不能无限的成键。1.共价键具有饱和性3.1.4共价键的特征例如：O原子中有两个成单电子，所以与H原子结合时形成组成为H2O的水分子；N原子有三个成单电子，所以与H原子结合时形成组成为NH3

5、的氨分子。例：NNHClHOHH：1s1Cl：1s22s22p63s23p5H：1s1O：1s22s22p4N：1s22s22p32px22py12pz12px12py12pz12.共价键具有方向性因为成键时要求轨道最大重叠，而原子轨道是有方向性的，所以轨道的最大重叠也必须沿一定的方向重叠。3.2价层电子对互斥理论3.2.2分子构型判断3.2.1理论基本要点3.2.3应用举例（1）一个共价分子的空间几何构型取决于中心原子价电子层中的电子对数。而该电子对数只包括形成键的电子对数和价层的孤电子对数,不包括电子对。（2）价层电子对彼此排斥，趋向于均匀地分布在分子周

6、围，使排斥力最小，分子最稳定。因此，知道了中心原子(或离子)的价层电子对数目，即可由此推出分子(或离子)的空间构型。1.基本要点3.2.1价层电子对互斥理论基本要点2.价层电子对数目与几何构型的关系价层电子对数23456价层电子对在空间的分布价(层)电子对空间构型直线形平面三角形四面体形三角双锥形八面体形对于AXn型分子，其价电子对总数：3.2.2分子构型判断（1）如果卤素(ⅦA)元素作中心原子，价电子总数为7；如果作配位原子，则每个卤素原子提供一个电子(H相同)。（2）如果氧族(ⅥA)元素作中心原子，价电子总数为6；如果作配位原子，则规定不提供电子。（3）如果

7、氮族(ⅤA)和碳族元素作中心原子，则价电子总数分别为5和4。（4）如果ABn为负离子，则所带电荷数加入中心原子的价电子数中；反之，ABn为正离子，则减去正电荷数。例：CH4分子中，VPN=(4+1×4)/2=4H2OVPN=(6+1×2)/2=4SO3VPN=(6+0)/2=3VPN=(6+0+2)/2=4价电子对总数(Z)=键数(n)+孤电子对对数(m)H2O：VPN=(6+1×2)/2=4NH3：VPN=(5+1×3)/2=4“价电子对空间构型”与“分子空间构型”是两个不同的概念。前者是指由键电子对和孤电子对共同构成的立体构型，而后者指仅由键电子对组成

8、的空间立体构型,即分子或