第3章 化学键与分子结构ppt课件.ppt

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1、第3章化学键与分子结构分子结构分子中原子组成化学键类型（中心问题）分子空间结构分子间作用力化学键离子键共价键（配位键为特殊共价键）金属键第1节离子键理论一、离子键的形成NaCl（g）NaCl（s）离子键：原子通过得失电子形成阴、阳离子，阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键。12二、离子键的本质和特征1、离子键的本质：阴阳离子静电引力V吸引=-q+•q-4πε0rV排斥=Ae-r/ρV总=V吸引+V排斥r00Vr0rV2、离子键的强度晶格能（U）：标准态下，气态阳离子和气态阴离子反应生成1mol离子晶体所放出的能量。晶格能的热力学计算方法：波恩-哈伯循环。Na(g)+Cl

2、(g)S（升华热）1/2D（离解能）U（晶格能）Na+(g)+Cl-(g)I（电离能）+E（电子亲合能）Na(s)+1/2Cl2(g)NaCl(s)ΔfH（生成焓）ΔfH=S+1/2D+I+E+UU=ΔfH-（S+1/2D+I+E）3、离子键的特征无方向性无饱和性NaCl晶格Cl-Na+4、关于分子的离子性百分数当形成离子键的两元素电负性差△x＞1.7时，离子性＞50％，百分之百的离子键是没有的，离子键中有共价成分，共价键中也有离子性，只是主次不同而已。三、关于离子的特征1、离子的电荷阳离子的电荷数为相应原子失去的电子数，简单阴离子电荷数为相应原子获得的电子数。2、离子半

3、径核间距d=r++r-3、离子的电子构型2电子构型,例如Li＋、Be2＋8电子构型，ⅠA、ⅡA、ⅢA的阳离子，如Al3＋，18电子构型，ⅠB、ⅡB的阳离子，如Zn2+18+2电子构型，ⅢA、ⅣA、ⅤA中的重元素如Pb2+（9～17）不规则电子构型，过渡金属离子。第2节共价键理论同核双原子分子（如H2、Ｏ2、Cl2…）或电负性相差不大的原子形成分子(如BeCl2、BF3、CH4…)原子间靠什么力(键)结合？1914年，美国化学家路易斯提出了“共价键”的设想，认为上述分子是通过共用电子对结合成键的，分子形成后，每个原子都达到了稳定的希有气体结构。1927年，德国化学家海特勒和

4、伦敦运用量子力学研究Ｈ2的形成，奠定了现代化学键理论的基础。一种假定是成键电子对局限于两个原子之间运动，称“定域”。另一种假定是成键电子对在属于整个分子的区域运动，称“离域”。定域理论的代表：1931年鲍林建立的现代价键理论（ＶＢ法）和杂化轨道理论（HO法），而离域理论以德国化学家洪特和美国化学家于1932年提出的分子轨道（ＭＯ法）为代表。两种假设一、现代价键理论（VB法）1、共价键的本质基态氢原子稳定氢分子核间电子云密度增大2、VB法的内容（1）成键原子双方各自提供自旋相反的单电子彼此配对成键。成键后不能再与第三个电子成键(饱和性)。PaulingL.C(1901-19

5、94)（2）原子形成分子时，未成对电子所在的原子轨道同号重叠，重叠越多，两核间电子云密度越大，键越牢固，即最大重叠原理（方向性）ClpxHHH2、共价键的特性（1）饱和性:一个原子有几个未成对的电子，便只能和几个自旋方向相反的单电子配对，形成几个共价键。共价键的形成过程是自旋方向相反的单电子配对的过程单电子所在原子轨道重叠的过程单电子所在原子轨道波函数叠加的过程成键原子核吸引共用电子对的过程成键原子核之间电子云密度增大的过程体系释放能量的过程（2）方向性:原子轨道尽可能沿对称轴方向重叠，重叠程度最大，可形成稳定的共价键。3、共价键的类型（1）σ键：两原子之单电子所在原子轨

6、道沿键轴（原子核连线）以头碰头的方式同号重叠。s—s:s—px:px—px:X2:Cl-ClN2分子中共价键的轨道重叠形式？pxpzpyN的价电子层p轨道如果px、px以头碰头的方式则形成一个σ键头碰头肩并肩则py与py、pz与pz如何重叠？pypypzpz两个原子轨道以肩并肩方式同号重叠(2)π键原子间两种类型共价键的成键电子云空间关系键型重叠方式成键电子云对称情况σ头碰头沿键轴方向圆柱形对称π肩并肩镜面反对称重叠程度键能化学活泼性σ大大不活泼π小小活泼（易反应）两类共价键的特性比较：CCHHHHCCHHHHσ键电子云π键电子云乙烯分子二、键参数1、键的极性相同原子成键

7、，xA-xB=0非极性键。不同原子成键，xA-xB≠0极性键。△x＞1.7时，一般为离子键，极性共价键介于离子键与非极性共价键之间。2、键能:破坏共价键所需能量。对于双原子分子，键能是指298.15K、105Pa时使1mol气态AB分子离解为气态原子A和B时所需的能量，即AB的离解能D。多原子分子键能不同于离解能，为平均键能。3、键长：分子中成键原子核间距为键长，键长越短，键越牢固。4、键角：键与键的夹角叫键角。键长、键角可通过光谱法或衍射实验测定。C-H键—极性键键能为414.2kJ·mol-1C-H键长为0.110nm键