上大无机化学B第二章

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1、第二章分子结构和分子间力、氢键问题：1、原子和原子之间是依靠什么结合力结合起来的？2、分子和分子之间又有什么力存在？3、物质中粒子间的空间排列怎样？化学键分子间力空间构型2-1化学键理论的发展概况2-2价键理论2-3杂化轨道理论2-4分子间力和氢键第二章分子结构和分子间力、氢键2-1化学键理论的发展概况1916年柯塞尔（kossel）提出离子键理论1916年路易斯（Lewis）提出共享电子对理论（八偶体规则）1927年海特勒（Heitler）和伦敦（Lonton）建立了现代价键理论（即VB理论，又称电子配对理论）1931年鲍林（Pauling）提出杂化轨道理论，发

2、展了价键理论1931年莫立根（Mulliken）开始提出分子轨道理论当电负性很小的金属原子和电负性很大的非金属原子互相靠近时，金属原子容易失去电子而形成正离子，非金属原子容易得到电子而形成负离子。这样，正负离子就会由于静电引力而吸引到一起而形成离子键。Kossel的离子键理论nNa(3s1)nCl(3s23p5)↓-ne↓+nenNa+(2s22p6)nCl-3s23p6)↘↙nNaCl这种由原子间发生电子转移，形成正、负离子，并通过静电作用而形成的化学键称为离子键。由离子键结合而成的化合物称为离子型化合物离子键的形成(NaCl为例)Lewis的共享电子对理论2-

3、2价键理论2-2-1共价键的本质结论：具有自旋相反的单电子的原子轨道相互靠拢能重叠形成稳定的共价键1927年，海特勒和伦敦用量子力学处理氢分子的结果。2-2-2价键理论（V.B.法）的基本要点①原子轨道重叠条件——自旋相反的单电子相互接近时，可以双双配对形成稳定的共价键②原子轨道最大重叠原理——成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越稳固例：A原子与B原子各有1个电子，且自旋相反，则可配对形成稳定的共价单键。A︰B实例：HCl如果两个原子各有两个或三个成单电子，则自旋相反的成单电子可以俩俩配对，形成共价双键和叁键。A∷B和A≡B实例：O2和N2③对称性匹配原理当

4、A、B两原子的两个原子轨道沿着X轴接近时，只有当两原子轨道对称性相同的部分重叠（即“＋”与“＋”、“－”与“－”）时，两原子间电子出现的几率密度才会增大才能形成稳定化学键。以对称性不同部分（即“＋”与“－”）重叠时，不能形成化学键。2-2-3共价键的特点1.共价键具有饱和性例：H+H→H︰HN+3H→NH32.共价键具有方向性指每个原子的成键总数是一定的(要点1)因为原子轨道在空间有一定的取向(要点2)2-2-4共价键的分类1.s键2.p键原子轨道沿两核连线（键轴）方向，以“肩并肩”方式重叠成键。轨道重叠部分对通过键轴的一个平面呈镜面反对称，凡是以这种方式重叠形成

5、的键叫做p键原子轨道沿两核连线（键轴）方向，以“头碰头”的方式重叠成键，轨道重叠部分沿键轴呈圆柱形对称，凡是以这种方式重叠形成的键叫做s键按重叠方式σ键和π键的特征比较σ键π键原子轨道重叠方式沿键轴方向相对重叠．沿键轴方向平行重叠．原子轨道重叠部位两原子核之间，在键轴处．键轴上方和下方，键轴处为零．原子轨道重叠程度大小键的强度较大较小化学活泼性不活泼活泼2-2-5配位键形成条件：一个原子的价层有孤电子对；另一个原子的价层有可接受孤电子对的空轨道。例如：COC(2S22p2)O(2s22p4)2px1————————2px1s键2py1————————2py1p键2

6、pz————————2pz2配位键(另一种共价键)2-2-6键参数1.键长分子中两原子核间的平均距离，即核间距。一般，两原子形成的键越短，键越强，分子越稳定。分子中两相邻化学键之间的夹角。是反映分子空间构型的重要因素，知道分子的键长和键角，则该分子的几何结构可定。2.键角3.键能（E）定义：在298.15K和100kPa下，将1mol理想气态分子（ABn）拆开成为理想气态原子（A原子和B原子）所需要的能量。成为AB分子的离解能，用DA—B表示。单位为kJ·mol-1。对双原子分子：如：H2EH—H=DH—H=436kJ·mol-1对多原子分子：如：NH3NH3(g

7、)≒NH2(g)+H(g)D1=435kJ·mol-1NH2(g)≒NH(g)+H(g)D2=397kJ·mol-1NH(g)≒N(g)+H(g)D3=339kJ·mol-1NH3中N—H的EN—H=(D1+D2+D3)/3一般，键能越大，键越牢固，分子越稳定。4.键的极性非极性共价键相同原子形成的共价键，正负电荷重心恰好重合如：H2、O2、Cl2、…极性共价键不同原子形成的共价键，正负电荷重心不相重合如：HCl、H2O、NH3、…极性大小由成键两原子的电负性的大小决定，△X大，则极性大。例：H—IH—BrH—ClH—F△X0.460.760.961.78键极性依

8、次增大(共