無機(jī)化學(xué)第6章-化學(xué)鍵和分子結(jié)構(gòu)a課件

2008.09.01教學(xué)課件第6章分子結(jié)構(gòu)1第6章主要內(nèi)容原子之間的作用力——化學(xué)鍵分子中原子在空間的排列——分子構(gòu)型分子之間的相互作用——分子間力作業(yè)：P195-4,7,8,1226.1離子鍵（IonicBond)一、離子鍵的定義：形成離子鍵的條件：一般認(rèn)為，元素電負(fù)性相差大于1.7的典型的金屬和非金屬元素才能形成離子鍵，電負(fù)性相差越大，鍵的離子性越強(qiáng)。以離子鍵結(jié)合化合物稱離子型化合物——離子晶體3離子鍵及其特點(diǎn)：定義：正負(fù)離子間的靜電吸引力叫做離子鍵。特點(diǎn)：既沒有方向性，也不具飽和性。 · ·· ·· K·+:Cl· →K+[:Cl:]－ ·· ··NaCl晶體（6配位）4二、離子的特征：1、離子的電荷2、離子的電子構(gòu)型（1）負(fù)離子8e（2）正離子2e構(gòu)型：Li+、Be2+8e構(gòu)型：Na3+、Al3+、Sc3+、Ti4+9-17e：d區(qū)元素離子Fe2+(3s23p63d6)18e構(gòu)型：ds區(qū)離子及p區(qū)重金屬高價(jià)離子18+2構(gòu)型：p區(qū)低氧化態(tài)金屬離子，（6s2穩(wěn)定性）Pb2+Bi3+56.2價(jià)鍵理論當(dāng)兩個(gè)H原子含有自旋相反的未成對(duì)電子，它們互相靠近時(shí)，兩個(gè)原子軌道發(fā)生重疊，兩核間電子云密度相對(duì)增大，體系能量降低，低于兩個(gè)孤立的H原子能量之和。這兩個(gè)H原子相互結(jié)合形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，此狀態(tài)稱為H2分子基態(tài)。當(dāng)兩個(gè)H原子含有自旋相同的未成對(duì)電子，它們互相靠近時(shí)，兩個(gè)原子軌道不能發(fā)生重疊，兩核間電子云密度相對(duì)減?。◣缀鯙榱悖?，體系能量升高，高于兩個(gè)孤立的H原子能量之和。這兩個(gè)H原子不能成鍵，此狀態(tài)稱為H2分子推斥態(tài)。(Ψa-Ψb)2=Ψa2+Ψb2

-2ΨaΨb(Ψa+Ψb)2=Ψa2+Ψb2

+2ΨaΨb一、共價(jià)鍵的形成67H2分子基態(tài)中原子軌道發(fā)生重疊可由以下事實(shí)證明：H2分子中核間平衡距離（此時(shí)體系的能量最低）為74pm，而H原子的Bohr半徑為53pm，顯然核間距離小于兩個(gè)H原子半徑之和。條件是成鍵的兩個(gè)原子必須具備自旋相反的未成對(duì)電子。而且，兩個(gè)原子軌道重疊得越多，所形成的共價(jià)鍵越牢固。結(jié)論：共價(jià)鍵的本質(zhì)在于成鍵電子所在的

原子軌道發(fā)生重疊。8二.價(jià)鍵（VB）理論的要點(diǎn)1.原子必須具備自旋相反的未成對(duì)電子，才能配對(duì)成鍵。一個(gè)原子有幾個(gè)未成對(duì)電子，只能形成幾個(gè)共價(jià)鍵，原子所能形成的共價(jià)鍵的數(shù)目受到其未成對(duì)電子數(shù)的限制。此即共價(jià)鍵的飽和性。2.(1)對(duì)稱性匹配條件

(2)軌道最大重疊條件

兩個(gè)原子軌道從角度分布“凸出”的方向重疊，此即共價(jià)鍵的方向性。原子軌道同號(hào)重疊熟悉H2、HCl、Cl2、N2、H2O、SF6等分子的成鍵情況.思考：為什么稀有氣體（如He）以單原子分子形式存在？與電子的運(yùn)動(dòng)具有波動(dòng)性有關(guān)91011三.共價(jià)鍵的類型1.σ鍵重疊部分沿兩核連線呈圓柱形對(duì)稱.12重疊部分對(duì)通過兩核連線的平面具有鏡面反對(duì)稱.2.π鍵1314N2分子的成鍵情況NN....N2s22p3N2s22p315鍵和鍵比較鍵原子軌道的重疊程度大，電子云在兩原子核之間，受原子核的控制能力大，不易流動(dòng)，在一般的化學(xué)反應(yīng)中不活潑。鍵原子軌道重疊程度小，電子云分布在鍵軸平面兩側(cè)，原子核對(duì)其控制力小。所以鍵電子的流動(dòng)性大，易受外電場(chǎng)的影響，在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出較大的活潑性。在化合物中，原子之間首先形成鍵，然后盡可能多地形成鍵以使體系最穩(wěn)定。所以，如果兩原子形成共價(jià)單鍵，此鍵必為鍵，若是多鍵，則有一個(gè)鍵，其余為鍵.16CO....3配位鍵共用電子對(duì)由一個(gè)原子單獨(dú)提供而形成的共價(jià)鍵。電子給予體：具備孤對(duì)電子電子接受體：具備空軌道C2s22p2O2s22p4pxpyPz17四、共價(jià)鍵的參數(shù)（自學(xué)） 鍵能 鍵角 鍵長定義、意義18五分子的空間構(gòu)型(一)雜化軌道的理論1、基本要點(diǎn)（1）原子形成分子的過程中，為了增加原子軌道的成鍵能力，原子傾向于將能量相近的、類型不同的價(jià)電子軌道重新組合成一組新的軌道。這種原子軌道重新組合的過程稱為雜化，雜化后的原子軌道稱雜化軌道。（2）雜化軌道的數(shù)目等于雜化前原子軌道的數(shù)目。雜化軌道的總能量等于雜化前原子軌道的總能量。（3））為了減少軌道之間的斥力，雜化軌道在空間的分布采取最大的夾角。192、雜化軌道類型與分子的空間構(gòu)型（1）sp雜化與直線型分子sp雜化軌道是由1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道雜化形成的雜化軌道。1個(gè)s軌道和1個(gè)p軌道可形成2個(gè)sp雜化軌道，每個(gè)sp雜化軌道含有的s軌道成分和的p軌道成分，兩個(gè)sp雜化軌道間的夾角為180，軌道在空間的伸展方向?yàn)橹本€型。2021Be:

激發(fā)

雜化

2s2p2s2p

sp2p

sp

—pBeCl2分子的形成

成鍵22sp雜化軌道:BeF2的立體結(jié)構(gòu)為線性激發(fā)雜化23（2）sp2雜化與平面三角形分子

由1個(gè)s軌道和2個(gè)p軌道雜化可以產(chǎn)生3個(gè)等同的sp2雜化軌道，每個(gè)sp2雜化軌道中含有s軌道成分和p軌道成分，三個(gè)雜化軌道之間的夾角為120，軌道在空間成平面三角形分布。24BF3分子的形成B:

激發(fā)

雜化

2s2p2s2p

sp22p

PF

成鍵

sp2—p

25sp2雜化：乙烯26（3）sp3雜化與四面體分子

由1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道雜化可以產(chǎn)生4個(gè)等同的sp3雜化軌道，四個(gè)雜化軌道之間的夾角為109.28，軌道在空間為四面體分布27CH4分子的形成C:

激發(fā)

雜化

2s2p2s2p

sp3

sp3—s

sH

成鍵28（4）sp3不等性雜化與有關(guān)分子的構(gòu)型N:

不等性雜化

成鍵

2s2p

sp3

sp3—sO:

不等性雜化

成鍵

2s2p

sp3

sp3—s

29107o3031325、離域鍵鍵電子活動(dòng)范圍在形成鍵的多個(gè)原子之間，這種鍵稱離域鍵或大鍵。33