无机合作学习第2章.ppt

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1、第2章分子结构2-1知识要点2-1-1价键理论(bond-valencetheory)一、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。要点：电子配对原理，能量最低原理，原子轨道最大重叠原理。二、共价键的特点有饱和性和方向性三、共价键的类型1.键以“头碰头”方式重叠，键能大，稳定性高。2.p键以“肩并肩”的方式重叠，键能小于σ键。3.键两个原子的dxy－dxy，dxz－dxz，dyz－dyz，dx2-y2－dx2-y2轨道面对面的重叠而成。要点是:1.用通式AXnEm来表示所有

2、只含一个中心原子的分子或离子的组成，式中A表示中心原子，X表示配位原子(端位原子)，n为配位原子的个数，E表示中心原子上的孤对电子对，m是孤电子对数。m值可用下式确定(奇电子当作一个电子对看待):m=(A的族价-X的化合价·X的个数+/-离子的电荷数)/2例如：SO2PO43-NO2m(6-2×2)/2=1(5-2×4+3)/2=0(5-2×2)/2=1/2看作12-1-2价层电子互斥模型(VSEPR)Valence-shellelectron-pairrepulsion2.通式AXnEm里的(n+m)的数目称为价层电子对数，令n+m=z，则可将通

3、式AXnEm改写成另一种通式AYz；VSEPR模型认为，分子中的价层电子对总是尽可能地互斥，均匀地分布在分子中，因此，z的数目决定了一个分子或离子中的价层电子对在空间的分布(与分子立体构型不同)，由此可以画出VSEPR理想模型:23456直线形平面三角形正四面体三角双锥体正八面体3.“分子立体构型”是指不包括孤对电子对的AXn中的A和n个X(配位原子)在空间的排布，只有当AXnEm中的m=0时，即AYZ=AXn时，VSEPR模型才是分子立体构型，否则，得到VSEPR模型后要略去孤对电子对，才得到它们的分子立体构型，如：H2O，NH3，CH4都是AY4

4、，它们的分子立体构型为：分子CH4NH3H2O构型正四面体三角锥体角形但在确定分子实际构型时发现，有些分子在进行配位原子的排布时可以有几种不同的空间排布方式：如下图中：AX3E2属AY5型分子，但分子的实际构型却有三种可能的排列方式：4.考虑不同电子对间的斥力大小，中心原子周围最小角度的位置上斥力大的电子对数目越少，其结构越稳定。斥力顺序：①l-l>>l-b>b-b②t-t>t-d>d-d>d-s>s-s③中心原子相同而配位原子不同时，配位原子的电负性越小，键角越大。χw-χw＞χw-χs＞χs-χs④当配位原子相同而中心原子不同时，中心原子的电负性

5、越小，键角越小。例2：NH3和PH3都是AX3E=AY4，故分子(AX3)均为三角锥型。实测：氨分子中∠H-N-H为106.7o，而膦分子中∠H-P-H为93.5o，为什么这两种分子的角度有这种差别？解：当配位原子相同而中心原子不同时，中心原子的电负性越小，键角越小。例1：实测值：在SO2F2里，∠F-S-F为98o，而在SO2Cl2里，∠Cl-S-Cl为102o，为什么后者角度较大？解：这种差别可用χw-χw＞χw-χs＞χs-χs解释。例3：ClF3属AX3E2=AY5，其VSEPR理想模型为三角双锥体，哪一种结构更合理呢？ClF3的结构abc9

6、0ol－l数01090ol－b数43690ob－b数220√2-1-3杂化轨道理论（Hybridorbitaltheory）一、杂化轨道理论要点1.在形成分子时，由于原子间的相互作用，若干不同类型的、能量相近的原子轨道重新组成一组新的轨道，这种重新组合的过程叫杂化，所形成的新轨道称为杂化轨道。2.杂化轨道数目与组成杂化轨道的各原子轨道数目之和相等。3.杂化轨道又可分为等性和不等性杂化轨道两种。4.杂化类型和分子的空间构型有关。二、杂化轨道的类型1.sp杂化由1个ns轨道和1个np轨道杂化后得到，每个sp杂化轨道含有1/2s和1/2p的成分，sp杂化轨

7、道间的夹角为180o，呈直线型。具有VSEPR模型的AY2通式的分子中的中心原子采取sp杂化轨道构建分子的σ骨架，例如CO2中的碳原子、氢化氰H-C≡N:中的碳原子、BeCl2分子中的铍原子等等。炔烃中的-C≡C-σ骨架也是由sp杂化轨道构建的。Be2s22p0sp杂化激发杂化2.sp2杂化由1个ns轨道和2个np轨道杂化后得到，每个sp2杂化轨道含有1/3s和2/3p的成分，杂化轨道间的夹角为120o，呈平面三角形。凡符合VSEPR模型的AY3通式的分子或离子中心原子大多数采取sp2杂化轨道。例如，BCl3、CO32–、NO3–、SO3、H2C=O

8、等等。烯烃>C=C<结构中跟3个原子键合的碳原子也是以sp2杂化轨道为其σ骨架的。B的3个sp2杂化轨道呈三