第六章分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)PPT課件

1、2021/6/71 第六章第六章 分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 2021/6/72 6.2 價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論 1927年年Heitler和和London運(yùn)用量子力學(xué)原理近似處理由運(yùn)用量子力學(xué)原理近似處理由 兩個(gè)兩個(gè)H原子所組成的體系，當(dāng)兩個(gè)原子所組成的體系，當(dāng)兩個(gè)H原子相互靠近時(shí)，原子相互靠近時(shí)， 基態(tài)基態(tài) 若兩個(gè)氫原子中電若兩個(gè)氫原子中電 子的自旋方向相反，原子子的自旋方向相反，原子 軌道能重疊，兩核間電子軌道能重疊，兩核間電子 云密度增加，使云密度增加，使體系的能體系的能 量降低量降低，形成共價(jià)鍵。，形成共價(jià)鍵。 排斥態(tài)排斥態(tài) 若兩個(gè)氫原子中若兩個(gè)氫原子中 電子自旋方向相同，原子電子自

2、旋方向相同，原子 軌道不能重疊，兩核間電軌道不能重疊，兩核間電 子云密度減少，子云密度減少，體系能量體系能量 升高升高，不能形成共價(jià)鍵。，不能形成共價(jià)鍵。 E/(kJmol-1) 74pm 0 R H2排斥態(tài) H2基態(tài) 2021/6/73 H2 中的化學(xué)鍵可以認(rèn)為是電子自旋相反成中的化學(xué)鍵可以認(rèn)為是電子自旋相反成 對對, 使體系的能量降低使體系的能量降低. 從電子云角度考慮從電子云角度考慮, 可認(rèn)為可認(rèn)為 H 的的 1s軌道在兩核間重疊軌道在兩核間重疊, 使電子在使電子在 兩核間出現(xiàn)的幾率變大兩核間出現(xiàn)的幾率變大, 形成負(fù)電區(qū)形成負(fù)電區(qū), 兩核吸兩核吸 引核間負(fù)電區(qū)引核間負(fù)電區(qū), 使使 H 結(jié)

3、合在一起結(jié)合在一起。 原子軌道不重疊原子軌道不重疊原子軌道重疊原子軌道重疊 2021/6/74 共價(jià)鍵的本質(zhì)：共價(jià)鍵的本質(zhì)： 原子相互接近時(shí)，由于原子軌道的重疊，原子原子相互接近時(shí)，由于原子軌道的重疊，原子 間通過間通過共用自旋方向相反的電子對共用自旋方向相反的電子對使體系能量使體系能量 降低，由此形成降低，由此形成共價(jià)鍵共價(jià)鍵。 2021/6/75 共價(jià)鍵形成的原理共價(jià)鍵形成的原理 電子配對原理：自電子配對原理：自旋方向相反旋方向相反的的單電子單電子可配可配 對形成共價(jià)建；對形成共價(jià)建； H2： H 1s1 + H 1s1 H-H HCl： H 1s1 + Cl 3s23p5 H-Cl N2

4、： N 2s22p3 + N 2s22p3 N N 2021/6/76 (2) 原子軌道最大重疊原理：重疊越多，形成原子軌道最大重疊原理：重疊越多，形成 的共價(jià)建越牢固。的共價(jià)建越牢固。 關(guān)于原子軌道的重疊關(guān)于原子軌道的重疊 正重疊：原子軌道的角度部分正重疊：原子軌道的角度部分同號(hào)同號(hào)重疊。重疊。 負(fù)重疊：原子軌道的角度部分負(fù)重疊：原子軌道的角度部分異號(hào)異號(hào)重疊；或重疊；或 一部分同號(hào)一部分異號(hào)重疊，是無效重疊。一部分同號(hào)一部分異號(hào)重疊，是無效重疊。 2021/6/77 原子軌道角度分布圖 + + _ + _ + _ _ _ + + _ _ + + _ _ + + + + s z x pz z

5、 x px z xx y py z zz y y xxxxy 2 Z d 22 x d y dxzdyzdxy - - + 2021/6/78 s 和和px 軌道的重疊方式軌道的重疊方式 + + +- - x + + + +- - x + + + + x - - 2021/6/79 4. 共價(jià)建的類型共價(jià)建的類型 由于成鍵原子軌道的重疊方式不同，從而形成兩由于成鍵原子軌道的重疊方式不同，從而形成兩 類不同類型的共價(jià)鍵。類不同類型的共價(jià)鍵。 （1 1）鍵：兩原子軌道沿鍵軸方向進(jìn)行同號(hào)重疊，鍵：兩原子軌道沿鍵軸方向進(jìn)行同號(hào)重疊， 所形成的鍵。俗稱所形成的鍵。俗稱“頭碰頭頭碰頭”。 2021/6/7

6、10 s-s重疊：形成重疊：形成 鍵鍵 s-p重疊：形成重疊：形成 鍵鍵 p-p重疊：形成重疊：形成 鍵鍵 + + + + - - + + - 沿沿鍵軸鍵軸方向以方向以“頭碰頭頭碰頭” 重疊。重疊。 最大重疊。最大重疊。 重疊部分繞鍵軸旋轉(zhuǎn)重疊部分繞鍵軸旋轉(zhuǎn)180 度，形狀和符號(hào)不變度，形狀和符號(hào)不變。 成鍵成鍵 電子云密集在兩原電子云密集在兩原 子之間，鍵較強(qiáng)。子之間，鍵較強(qiáng)。 共價(jià)單鍵均為共價(jià)單鍵均為 鍵。鍵。 鍵鍵 兩原子核連線兩原子核連線 2021/6/711 （2 2）鍵：兩原子軌道沿鍵軸方向在鍵：兩原子軌道沿鍵軸方向在 鍵軸兩側(cè)平行同號(hào)重疊，所形成的鍵。鍵軸兩側(cè)平行同號(hào)重疊，所形成

7、的鍵。 俗稱俗稱“肩并肩肩并肩”。 2021/6/712 “肩并肩肩并肩”重疊，為非重疊，為非 最大重疊最大重疊 重疊部分繞鍵軸旋轉(zhuǎn)重疊部分繞鍵軸旋轉(zhuǎn)180 度，形狀相同但符號(hào)改度，形狀相同但符號(hào)改 變變。 鍵電子云流動(dòng)性較大，鍵電子云流動(dòng)性較大， 能量較高，較易斷裂。能量較高，較易斷裂。 在共價(jià)雙鍵或三鍵中，在共價(jià)雙鍵或三鍵中， 有一個(gè)為有一個(gè)為 鍵，其余為鍵，其余為 鍵。鍵。 p-p重疊：形成重疊：形成 鍵鍵 + + 鍵鍵 - - + - 2021/6/713 鍵的形成鍵的形成 N N2 2 分子的成鍵過程分子的成鍵過程 鍵的形成鍵的形成 2021/6/714 舉例： 單鍵：單鍵： 鍵（鍵

8、（H2O） 雙鍵：雙鍵： 鍵鍵 鍵鍵(O2) 叁鍵：叁鍵： 鍵鍵2個(gè)個(gè) 鍵鍵(N2) 問題： 有無有無He2分子存在，試用現(xiàn)代價(jià)鍵理論解釋。分子存在，試用現(xiàn)代價(jià)鍵理論解釋。 2021/6/715 （3）配位鍵：共用電子對由成鍵原子中的一配位鍵：共用電子對由成鍵原子中的一 方單獨(dú)提供形成的化學(xué)鍵。方單獨(dú)提供形成的化學(xué)鍵。 CO:一個(gè)一個(gè) 鍵，一個(gè)鍵，一個(gè) 鍵鍵 ,一個(gè)配位一個(gè)配位 鍵鍵 C: 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0 O: 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz2 C O 2s22p22s22p4 CO 2021/6/716 6.3 雜化軌道理論雜化軌道理論 問題：問題：

9、 6C 核外電子排布： 核外電子排布：2s2 2px1 2py1 2pz0 2. 有幾個(gè)單電子？有幾個(gè)單電子？ 3. 形成共價(jià)鍵時(shí)可以和幾個(gè)單電子配對？形成共價(jià)鍵時(shí)可以和幾個(gè)單電子配對？ 4. 和和H形成形成C-H化合物，應(yīng)該形成化合物，應(yīng)該形成CH2，但實(shí)際但實(shí)際 上是形成了上是形成了CH4， ，怎樣解釋？ 怎樣解釋？ 2021/6/717 激發(fā)激發(fā) spsp3 3 雜化雜化 成鍵成鍵 2s2s2 22p2p2 2 2s2s1 12p2px x1 12p2py y1 12p2pz z1 1 spsp3 3 nC 2sC 2s2 22p2p2 2 nH 1sH 1s1 1 雜化軌道理論解釋雜化

10、軌道理論解釋CH4的形成的形成 2021/6/718 (1)成鍵時(shí)，原子中成鍵時(shí)，原子中能量相近能量相近的原子軌道可以相互的原子軌道可以相互 混合，重新組成新的原子軌道（混合，重新組成新的原子軌道（雜化軌道）。雜化軌道）。 (2)形成形成雜化軌道的雜化軌道的數(shù)目等于參加雜化的原子軌道數(shù)目等于參加雜化的原子軌道 數(shù)目。數(shù)目。 (3)雜化軌道空間雜化軌道空間伸展方向會(huì)改變伸展方向會(huì)改變，軌道有，軌道有更強(qiáng)的更強(qiáng)的 方向性和更強(qiáng)的成鍵能力方向性和更強(qiáng)的成鍵能力。 (4)不同的雜化方式導(dǎo)致雜化軌道的空間分布不同，不同的雜化方式導(dǎo)致雜化軌道的空間分布不同， 由此決定了分子的空間幾何構(gòu)型不同。由此決定了分

11、子的空間幾何構(gòu)型不同。 雜化軌道理論要點(diǎn)雜化軌道理論要點(diǎn) 2021/6/719 （1）sp3雜化雜化 sp3雜化雜化分為分為等性等性sp3雜化雜化及及不等性不等性sp3雜化雜化 等性等性sp3 雜化雜化： 組成：組成：s 成份成份1/4， p成份成份3/4 形狀：一頭大一頭小形狀：一頭大一頭小 空間伸展方向：四個(gè)雜化軌道呈空間伸展方向：四個(gè)雜化軌道呈正正四面體四面體, 夾角夾角 109.5 實(shí)例實(shí)例 CClCCl4 4 CHCl CHCl3 3 SiCl SiCl4 4 SO SO4 42- 2- ClO ClO4 4- - 金剛石 金剛石 2021/6/720 不等性不等性sp3雜化雜化 ：

12、雜化軌道上有孤對電子雜化軌道上有孤對電子 nNHNH3 3 三角錐形 三角錐形 鍵角鍵角107.5107.5 nH 1sH 1s1 1 nN N 2s2s2 22p2px x1 12p2py y1 12p2pz z1 1 nH H2 2O O 形形 鍵角鍵角 104.5104.5 nH 1sH 1s1 1 nO O 2s2s2 22p2px x2 22p2py y1 12p2pz z1 1 2021/6/721 (2) sp2雜化：雜化： 一個(gè)一個(gè)s軌道和二個(gè)軌道和二個(gè)p軌道雜化，產(chǎn)生三個(gè)等同的軌道雜化，產(chǎn)生三個(gè)等同的sp2 雜化軌道，雜化軌道，sp2雜化軌道間夾角雜化軌道間夾角120，呈平面

13、三角呈平面三角 形，形，未參與雜化的未參與雜化的p p軌道垂直與雜化軌道所處三軌道垂直與雜化軌道所處三 角形平面。角形平面。 激發(fā)激發(fā) spsp2 2 雜化雜化 成鍵成鍵 2s2s2 22p2p1 1 2s2s1 12p2px x1 12p2py y1 12p2pz z 0 0 spsp2 2 2p2pz z 2p2pz z BFBF3 3 2021/6/722 sp2 雜化軌道雜化軌道 組成：組成：s 成份成份1/3， p成份成份2/ 形狀：一頭大一頭小形狀：一頭大一頭小 空間伸展方向：三條雜化軌道呈三角形空間伸展方向：三條雜化軌道呈三角形 分布分布，互成互成 120角角 實(shí)例實(shí)例 BBrB

14、Br3 3、苯、石墨、苯、石墨、COCO3 32- 2-、 、NONO3 3- - 2021/6/723 (3) sp 雜化雜化 一個(gè)一個(gè)s 軌道軌道、一個(gè)、一個(gè) p 軌道雜化，軌道雜化， 形成二個(gè)等同的形成二個(gè)等同的 sp 雜化軌道雜化軌道sp - sp軌道間夾角軌道間夾角180，呈直線型。呈直線型。 未參與雜化的兩條未參與雜化的兩條p軌道與雜化軌道呈正交關(guān)系。軌道與雜化軌道呈正交關(guān)系。 激發(fā)激發(fā) spsp 雜化雜化成鍵成鍵 2s2s2 22p2p0 0 2s2s1 12p2px x1 12p2py y2p2pz z spsp 2p2py y2p2pz z 2p2py y2p2pz z Be

15、ClBeCl2 2 2021/6/724 sp 雜化軌道雜化軌道 組成：組成：s 和和 p 的成份各的成份各 形狀：一頭大一頭小形狀：一頭大一頭小 空間伸展方向：兩條雜化軌道呈直線形分布空間伸展方向：兩條雜化軌道呈直線形分布 互成互成， 180角角 實(shí)例實(shí)例 ZnClZnCl2 2、CdClCdCl2 2、HgClHgCl2 2、Hg(CHHg(CH3 3) )2 2、COCO2 2、C C2 2H H2 2 2021/6/725 乙炔分子中鍵模型乙炔分子中鍵模型 2021/6/726 雜化軌道理論小結(jié)雜化軌道理論小結(jié) (1) 在形成多原子分子時(shí)，在形成多原子分子時(shí)，能量相近能量相近的原子軌的

16、原子軌 道發(fā)生混合，重新形成能量相同的雜化軌道。道發(fā)生混合，重新形成能量相同的雜化軌道。 (2) 雜化軌道數(shù)目與參與雜化的雜化軌道數(shù)目與參與雜化的原子軌道數(shù)目原子軌道數(shù)目 相等相等，雜化軌道有確定的，雜化軌道有確定的伸展方向伸展方向。 (3) 雜化分雜化分等性雜化等性雜化和和不等性雜化不等性雜化。 2021/6/727 雜化軌道理論小結(jié)雜化軌道理論小結(jié) (4) 雜化軌道雜化軌道成鍵能力增強(qiáng)成鍵能力增強(qiáng)。 p sp3 sp2 sp s成分越多，成鍵能力越強(qiáng)成分越多，成鍵能力越強(qiáng) (5) 沒有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，有一定的沒有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，有一定的局限性局限性。 2021/6/728 6.4 分子軌道理論分子軌道

17、理論 分子中電子在整個(gè)分子范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。分子中分子中電子在整個(gè)分子范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。分子中 電子的電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為分子軌道。分子軌道是稱為分子軌道。分子軌道是 由原子軌道組合而成的。由原子軌道組合而成的。 反鍵分子軌道反鍵分子軌道 成鍵分子軌道成鍵分子軌道 原子軌道原子軌道 原子軌道原子軌道 1s 1s *1s 1s 能量能量 2021/6/729 (2) 分子軌道數(shù)目與組成的原子軌道數(shù)目相等。分子軌道數(shù)目與組成的原子軌道數(shù)目相等。 (3) 分子軌道形成后，電子逐個(gè)填入，構(gòu)成整個(gè)分子軌道形成后，電子逐個(gè)填入，構(gòu)成整個(gè) 分子。分子。 1s 1s *1s 1s 能量 反鍵分子軌道反鍵分子軌道 成

18、鍵分子軌道成鍵分子軌道 原子軌道原子軌道 原子軌道原子軌道 2021/6/730 電子在分子軌道中的排布遵守三原則電子在分子軌道中的排布遵守三原則泡泡 利不相容；能量最低原理；洪特規(guī)則。利不相容；能量最低原理；洪特規(guī)則。 原子軌道線性組合應(yīng)符合三原則原子軌道線性組合應(yīng)符合三原則能量相能量相 近；最大重疊；對稱匹配。近；最大重疊；對稱匹配。 (6) 分子軌道有分子軌道有 軌道和軌道和 軌道。軌道。 2021/6/731 二、二、 不同原子軌道的線性組合不同原子軌道的線性組合 (1) s-s重疊：形成一個(gè)成鍵軌道重疊：形成一個(gè)成鍵軌道 s-s， 一個(gè)反鍵軌道一個(gè)反鍵軌道 s-s* 1s 1s *1

19、s 1s 能量 反鍵分子軌道反鍵分子軌道 成鍵分子軌道成鍵分子軌道 原子軌道原子軌道 原子軌道原子軌道 2021/6/732 s 原子軌道與分子軌道的形狀原子軌道與分子軌道的形狀 能 量 1s + 1s - - 節(jié)面節(jié)面 電子云在核間更密集，表明電子在核間出現(xiàn)的電子云在核間更密集，表明電子在核間出現(xiàn)的 概率升高，使兩個(gè)氫原子核拉得更緊，體系能概率升高，使兩個(gè)氫原子核拉得更緊，體系能 量降低。量降低。 2021/6/733 二、二、 不同原子軌道的線性組合不同原子軌道的線性組合 (2) s-p重疊：形成一個(gè)成鍵軌道重疊：形成一個(gè)成鍵軌道 s-p 一個(gè)反鍵軌道一個(gè)反鍵軌道 s-p* 2s 2p *

20、 s-p s-p 2021/6/734 二、二、 不同原子軌道的線性組合不同原子軌道的線性組合 (3) p-p 重疊：重疊： 頭碰頭形成頭碰頭形成 軌道軌道 p-p, p-p* ，肩并肩形成肩并肩形成 軌道軌道 p-p , p-p* 2p2p * p2 x * p2 * p2 , zy zy p2p2 , x p2 2021/6/735 2px 原子軌道與分子軌道的形狀原子軌道與分子軌道的形狀 能 量 AB + - 節(jié)面節(jié)面 +-+- +- AB 2px,A2px,B 原子軌道原子軌道 分子軌道分子軌道 x p2 反鍵反鍵 x p2 成鍵成鍵 AB 2021/6/736 2py 原子軌道與分子

21、軌道的形狀原子軌道與分子軌道的形狀 能 量 節(jié)面節(jié)面 A - + B - + 2py,A2py,B - + A B + - - + AB y p2 y p2 原子軌道原子軌道 分子軌道分子軌道 2021/6/737 三、三、 分子軌道理論的應(yīng)用分子軌道理論的應(yīng)用 (1)H2分子的形成：分子的形成：( 1s) 2 2021/6/738 三、三、 分子軌道理論的應(yīng)用分子軌道理論的應(yīng)用 (2)He2分子：分子： ( 1s) 2 ( 1s*) 2 穩(wěn)定化能相抵消，不穩(wěn)定化能相抵消，不 能有效成鍵，鍵級為能有效成鍵，鍵級為0。 He2分子不會(huì)存在。分子不會(huì)存在。 He2+存在于氦放電管中，形成三電子存在

22、于氦放電管中，形成三電子 鍵。鍵。 2021/6/739 鍵級的計(jì)算：鍵級的計(jì)算： 2 成鍵電子數(shù)反鍵電子數(shù) 2021/6/740 (3) 第二周期，同核雙原子分子的分子軌道第二周期，同核雙原子分子的分子軌道 能量 A原子 分子軌道 B原子 2p 2s 2p 2s * p2 x * p2 * p2 , zy zy p2p2 , x p2 * s2 s2 2021/6/741 能量 A原子 分子軌道 B原子 2p 2s 2p * 2px x 2p * 2p * 2p z , y zy 2p2p , 2s 2s * 2s 2021/6/742 Li，Be， B， C， N 分子軌道為：分子軌道為：

23、 )()()()()( 2 2 2 2 2 2 2211 px pz py px pz py ssss )()()()()( 2 2 2 2 2 22211 px pz py pz py pxssss O， F的分子軌道為：的分子軌道為： 2021/6/743 例：例： 同核雙原子分子的分子軌道表達(dá)式書寫同核雙原子分子的分子軌道表達(dá)式書寫 Li2 6e 或或 KK: 內(nèi)層電子仍保留原子軌道性質(zhì)內(nèi)層電子仍保留原子軌道性質(zhì), 用用KK作為簡寫。作為簡寫。 鍵級的計(jì)算：鍵級為鍵級的計(jì)算：鍵級為1 鍵級為鍵級為0，所以不存在，所以不存在Be2 222 112 () () () sss 2 2 () s

24、 KK 2 2 2 2 2 1 2 1 )()()()( ssss 22 22 () () ss KK Be2 8e 2021/6/744 1 2 1 22 2 2 2 2 1 2 1 )()()()( pz py ssss 1 2 1 22 2 2 2 )()( pz py ss KK B2 10e 鍵級為鍵級為1 2個(gè)單電子個(gè)單電子 鍵，分子有單電子，有順磁性。鍵，分子有單電子，有順磁性。 2021/6/745 2 2 2 22 2 2 2 )()( pz py ss KK 鍵級為鍵級為2，逆磁性，逆磁性 N2 14e C2 12e 2 22 2 2 22 2 2 2 2 1 2 1 )(

25、)()()()( px pz py ssss 2 22 2 2 22 2 2 2 )()()( px pz py ss KK 鍵級為鍵級為3，逆磁性，二個(gè)，逆磁性，二個(gè) 鍵一個(gè)鍵一個(gè) 鍵鍵 2021/6/746 鍵級為鍵級為2，順磁性，順磁性，1個(gè)個(gè) 鍵，鍵， 2個(gè)個(gè)3電子電子 鍵鍵 3電子電子 鍵的鍵能為正常鍵的鍵能為正常 鍵鍵能的一半鍵鍵能的一半 O2 16e 21 2222222 11222221 22 () () () () ()() pypy sssspxpx pzpz 2021/6/747 O2+ O2O2- O2 2- 鍵級鍵級2.521.51 未成對電子數(shù)未成對電子數(shù)1210

26、磁性磁性順磁順磁順磁順磁順磁順磁反磁反磁 思考題：思考題：O2+ O2- O2 O2 2- 分子軌道電子排布式分子軌道電子排布式 如何如何?鍵級鍵級?磁性磁性?穩(wěn)定性穩(wěn)定性? 鍵長大小順序？鍵長大小順序？ 2021/6/748 )()()()()()( 22 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 1 2 1 px pz py pz py pxssss )()()()( 22 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 px pz py pz py pxss KK F2 18e 鍵級為11 個(gè)鍵， 逆磁性 2 22 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 2 2 )()(

27、)()( px pz py pz py pxss KK Ne2 20e 鍵級為0，氖以單原子分子存在 2021/6/749 化學(xué)鍵理論化學(xué)鍵理論 價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論(VB) 雜化軌道理論雜化軌道理論(HO) 價(jià)電子對互斥理論價(jià)電子對互斥理論(VSEPR) 分子軌道理論分子軌道理論(MO) 價(jià)鍵理論價(jià)鍵理論 (VB) 簡明扼要簡明扼要 不能解釋分不能解釋分 子的幾何構(gòu)子的幾何構(gòu) 型型,不能解不能解 釋分子的磁釋分子的磁 性性 雜化軌道理雜化軌道理 論論(HO) 可以解釋分可以解釋分 子的幾何構(gòu)子的幾何構(gòu) 型，但缺乏型，但缺乏 預(yù)見性預(yù)見性 VSEPR 可以預(yù)言分子可以預(yù)言分子 的幾何構(gòu)型，的幾何構(gòu)

28、型， 但不能說明成但不能說明成 鍵原理及鍵的鍵原理及鍵的 強(qiáng)度強(qiáng)度 分子軌道理論分子軌道理論 (MO) 引入分子軌道引入分子軌道 概念，可以說概念，可以說 明分子成鍵情明分子成鍵情 況，鍵的強(qiáng)弱況，鍵的強(qiáng)弱 和分子的磁性。和分子的磁性。 不能解決構(gòu)型不能解決構(gòu)型 問題問題 2021/6/750 6.5 分子間力和氫鍵分子間力和氫鍵 一、分子的極性一、分子的極性 . HH ClCl 原子核原子核 正電荷中心正電荷中心 負(fù)電荷中心負(fù)電荷中心 HCl 分子有極性分子和非極性分子之分。分子有極性分子和非極性分子之分。 問題：極性用什么衡量？問題：極性用什么衡量？ 2021/6/751 符號(hào)相反，彼此相

29、距為符號(hào)相反，彼此相距為d的兩個(gè)電荷的兩個(gè)電荷(+q, -q) 組組 成的體系稱為成的體系稱為偶極子偶極子。其電量與距離的乘積就。其電量與距離的乘積就 是偶極矩是偶極矩。 衡量極性的物理量叫偶極矩。衡量極性的物理量叫偶極矩。 = q d 偶極矩偶極矩0的分子叫非極性分子，的分子叫非極性分子， 偶極矩偶極矩 0的分子叫極性分子。的分子叫極性分子。 2021/6/752 可以通過下列數(shù)據(jù)體會(huì)分子偶極矩可以通過下列數(shù)據(jù)體會(huì)分子偶極矩的大?。旱拇笮。?HI HBr HCl NH3 H2O 乙醚乙醚 / D 0.38 0.79 1.03 1.66 1.85 1.15 鍵的偶極矩及分子的偶極矩均可通過實(shí)驗(yàn)

30、測定。鍵的偶極矩及分子的偶極矩均可通過實(shí)驗(yàn)測定。 2021/6/753 注意：多原子分子，組成分子的化學(xué)鍵是極性鍵注意：多原子分子，組成分子的化學(xué)鍵是極性鍵 分為以下兩情況：分為以下兩情況： a. 分子間構(gòu)型分子間構(gòu)型 不完全對稱，是極性分子不完全對稱，是極性分子 NH3 H2O H2S b. 分子間構(gòu)型分子間構(gòu)型 對稱，是非極性分子對稱，是非極性分子 CO2 CCl4 CH4 2021/6/754 B Cl ClCl BCl3 分子分子 O 偶極矩 HH 鍵矩矢量 H2O 分子分子 2021/6/755 分子偶極矩是分子固有的，稱為分子偶極矩是分子固有的，稱為永久偶極矩永久偶極矩。 極性分子

31、的正、負(fù)電荷重心不重合，分子中始極性分子的正、負(fù)電荷重心不重合，分子中始 終存在一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極。故極性分子具有終存在一個(gè)正極和一個(gè)負(fù)極。故極性分子具有 永久偶極矩永久偶極矩。 HCl 2021/6/756 分子在外電場作用下產(chǎn)生的偶極矩稱為分子在外電場作用下產(chǎn)生的偶極矩稱為誘導(dǎo)偶極誘導(dǎo)偶極 矩矩。 誘導(dǎo)偶極矩的產(chǎn)生 _ _ _ _ _ = 0 2021/6/757 二、分子間力二、分子間力范德華力范德華力 取向力取向力 固有偶極與固有偶極之間的靜電引力，或是極固有偶極與固有偶極之間的靜電引力，或是極 性性 分子和極性分子間分子和極性分子間的作用力。的作用力。 + - + - + - + -

32、+ - + - 取向取向 + - + - + - + - + - + - 熱運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng) 2021/6/758 2. 誘導(dǎo)力誘導(dǎo)力 固有偶極與誘導(dǎo)偶極之間的電性引力。固有偶極與誘導(dǎo)偶極之間的電性引力。 極性分子極性分子 非極性分子之間非極性分子之間 極性分子極性分子 極性分子極性分子之間之間 誘導(dǎo)誘導(dǎo) - 外電場外電場 + +- +- +- +- +- 誘導(dǎo)偶極 熱運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng) 2021/6/759 2021/6/760 2021/6/761 3. 色散力色散力: 正負(fù)電荷重心時(shí)時(shí)刻刻不重和，產(chǎn)生瞬時(shí)偶極，正負(fù)電荷重心時(shí)時(shí)刻刻不重和，產(chǎn)生瞬時(shí)偶極， 瞬時(shí)偶極之間的靜電引力即色散力。瞬時(shí)偶極之間的靜電引力即色散力。 非極性分子非極性分子 非極性分子之間非極性分子之間 極性分子極性分子 非極性分子之間非極性分子之間 極性分子極性分子 極性分子之間極性分子之間 分子量越大，色散力越大分子量越大，色散力越大 2021/6/762 2021/6/763 分子極性色散力誘導(dǎo)力 取向力 非極性非極性 非