第9章 分子结构.ppt

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1、第3章化学键与分子结构9.1化学键9.2价键理论9.3价层电子对互斥理论9.4分子轨道理论9.5键参数9.6分子的极性和分子间力9.7离子极化9.8晶体的内部结构从原子结构的观点来看，除稀有气体以外，其他原子都不是稳定的结构。因此，物质不可能以孤立的原子存在，而是以分子或晶体的形式存在。分子是参与化学反应的基本单元，物质的性质主要决定于分子的性质，而分子的性质又是由分子的内部结构决定的。因此，探索分子的内部结构对于了解物质的性质和化学反应规律具有重要的意义。离子键9.1化学键一、离子键理论的基本

2、要点1、离子键靠正负离子的静电引力而形成的化学键2、离子键理论的基本要点a.活泼金属原子失去最外层电子，形成稳定电子结构的带正电的子；b.活泼非金属原子得到电子，形成稳定电子结构的带负电的离子；c.正、负离子之间由于静电引力作用而形成稳定的结合体。3、离子键的主要特征没有方向性、没有饱和性二、决定离子化合物性质的因素—离子的特征1、离子半径(1)定义：正、负离子看成互相接触的两个球体，两个原子核间的平衡距离等于两个离子半径（ionicradius）dr1r2d=r1+r2(2)变化规律a.同族元

3、素离子半径自上而下递增b.同一周期的正离子半径随离子电荷增加而减少负离子半径随离子电荷增加而增大c.同一元素负离子半径大于原子半径正离子半径小于原子半径正电荷越高，半径越小d.离子半径越小，离子间吸引力越大，相应化合物的熔点越高2、离子的电荷原子在形成离子过程中，失去或获得的电子数离子电荷高，离子间的静电引力强，相应化合物的熔点就高3、离子的电子构型⑴2电子构型⑵8电子构型⑶18电子构型⑷18+2电子构型⑸9~17电子构型离子构型对化合物性质有一定影响三、晶格能（U）1、定义：气态正离子和气态负

4、离子结合成1mol离子晶体时所释放的能量2、波恩—哈伯（Born-haber）循环计算晶格能Na(s)+½F2(g)NaF(s)HNa(g)F(g)s½DIENa+(g)+F-(g)U带入得：U=-907.5kJ·mol-1S：升华能108.8kJ·mol-1I：电离能502.3kJ·mol-1D：离解能153.2kJ·mol-1E：电子亲合能–349.5kJ·mol-1H：的生成焓–569.3kJ·mol-1U：晶格能3、应用晶格能大小用来比较离子键的强度和晶体的牢固程度晶格能越大，表示结

5、合力越强，晶体越牢固，熔点越高，硬度越大。金属键一、金属晶格常见金属晶格体心立方晶格——原子配位数为8，空间利用率68%面心立方晶格六方晶格原子配位数为12，空间利用率74%二、金属键理论1、金属晶体中，金属原子间的结合力称为金属键。金属键没有方向性和饱和性2、金属键理论改性共价键理论能带理论3、金属键理论金属原子容易失去电子，在金属晶格中既有金属院子，又有金属离子，电子“自由电子”不停的运动，把金属的原子和离子“粘和”在一起，而形成金属键●这么大的相变焓，说明它不是范德华力●电负性差值只有x=

6、0.97，说明不能形成离子键●晶体是体心立方晶体，排除了是共价键的可能Li(g)→Li(c),△H=-161.5kJ·mol-1周期表中80%的元素为金属元素，除汞外，其它金属室温下均为晶体.但它们的性质却显示出与离子型化合物和共价型化合物不同.前面已经讲过金属晶体是用等径圆球紧密堆积起来的.那么它们中间的化学键是什么呢？反映出金属锂的化学键：因此，我们把金属中自由电子与金属正离子之间的作用力叫做金属键.例如对于金属锂：金属键（metallicbond）过去，我们常常用“改性共价键”来描述金属键

7、，认为金属原子和金属正离子沉浸在“电子海(electronsea)”中.分子轨道理论将金属晶体看作一个巨大分子，结合在一起的无数个金属原子形成无数条分子轨道，某些电子就会处在涉及构成整块金属原子在内的轨道.这样就产生了金属的能带理论（金属键的量子力学摸型）.能带理论中的一些重要概念：能带(energyband):一组连续状态的分子轨道导带(conductionband):电子在其中能自由运动的能带价带(valenceband):金属中最高的全充满能带金属的能带理论（energybandtheor

8、y）禁带(forbiddenenergygap):能带和能带之间的区域←由s轨道形成的能带称s能带←由p轨道形成的能带称p能带←价电子层的空轨道组成的能带称为空带←充有价电子的轨道所组成的能带称为价带←价带与空带之间的能级差为禁带金属能带理论的应用---物质的导电性物质导电与否取决于它的能带结构。价带为半满状态，空带和价带能量很相近，甚至能发生重叠施加较低电压，电子就容易移动（a）导体：金属能带理论的应用---物质的导电性价带为满带禁带很宽（b）非导体电子无法自由移动金属能带理论的应用-