1-2 分子结构和结合键2

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1、1.2分子结构和结合键结合力的不同可以将其分成五个典型的结合类型:离子晶体原子晶体金属晶体分子晶体和氢键晶体1.2.1晶体的结合类型一、离子晶体I-VII族组成的晶体是典型的离子晶体，如：NaCl、CsCl；II-VI族化合物可以看作离子晶体，如：CdS、ZnS。1.类型定义：正负离子间的静电吸引力叫做离子键。特点：离子键既没有方向性也没有饱和性。NaCl晶体刚球模型：组成离子晶体的原子在得失电子后，电子组态与惰性原子的电子组态一样，这种电子壳层结构是稳定的，具有球形对称性，由此可以把正负离子作为钢球来处理。2.基本概念结合力：正负离子间的静电库仑力。配位体：离子的最邻近的

2、异种离子。配位数：异种离子的总数。晶体的结合能Eb：晶体由N个原子组成，这些原子的在自由时的总能量EN与晶体处于稳定状态时的能量（动能和势能）E0之差。晶体结合能的意义：结合能对了解组成晶体的粒子间相互作用的本质，为探索新材料的合成提供了理论指导。(1）氯化钠型是由两种面心立方结构的离子沿晶轴平移1/2间距而成，配位数为6。NaCl、KCl、AgBr、PbS、MgO等皆属此类；(2）氯花铯型是由两种简立方结构的离子沿空间对角线位移1/2长度套构而成，配位数为8。TiBr、TiI等皆属此类。3.晶格复式格子。4.典型的离子晶体结构（3）离子结合成分较大的半导体材料ZnS等，是

3、由两种各为面心立方结构的离子沿空间对角线位移1/4程度套构而成的闪锌矿结构，配位数为4。结合能的数量级约在800kJ/mol，结构稳定导致导电性能差、熔点高、硬度高、热膨胀系数小。在红外区有一特征峰，但对可见光是透明的。高熔点Highmeltingpoints高沸点Highboilingpoints易脆性Brittleness溶解性Somearesoluble,somenot.5.特性····Na·+:Cl·→Na+[:Cl:]····Born-Lande公式U=-Ve∝Z1Z2/r其中：Ve为正负离子间吸引力和排斥力达平衡时，体系的位能；Z1、Z2分别为正负离子的电荷数；

4、r为正负离子间距。Born-Haber循环计算U二、原子晶体（共价晶体）共享电子对●●共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。共价键的主要特点是具有饱和性和方向性。1.共价键的本质和特点2.共价键的键型键(成键轨道）头碰头原子核连线为对称轴键，肩并肩穿过原子核连线有一节面3.共价键形成实例HF的生成N2的生成键键4.杂化轨道理论实验测得CCl4、CH4等的立体构型为正四面体（tetrahedral）在同一个原子中能量相近的不同类型（s,p,d,）的几个原子轨道波函数可以相互叠加而组成同等数目的能量能

5、量完全相同的杂化轨道。杂化轨道的主要类型sp直线型键角180CO2,C2H2sp2平面三角形键角120BF3,NO3-,C6H6,C2H4sp3正四面体形键角10928”CH4,H2O,NH3dsp2平面四方形键角90Ni(CN)42-dsp3(sp3d)三角双锥120和90PCl5d2sp3(sp3d2)正八面体90SF6sp杂化轨道激发杂化sp2杂化乙烯sp3杂化5.价层电子互斥理论CH4NH3H2OPF3ClF3分子构型和电子构型的区别原则：尽可能使电子对之间的排斥作用最小高键级>低键级孤对－孤对>孤对－键对>键对－键对价电子对数目与分子构型23456分

6、子构型：正四面体甲烷[ClO4]–分子构型：正四面体含氧原子的情况：净结果是O原子不提供价电子。氨分子构型：角锥型水分子构型：角型电子构型与分子构型不一致BF3分子构型：平面三角[PF6]-分子构型：正八面体价层电子互斥理论的局限性不能说明成键原理和键的相对稳定性6.分子轨道理论原子中某个电子运动的波函数，用表示，分子轨道可由原子轨道线性组合而成。(1)分子轨道理论的要点原子轨道组成分子轨道时，轨道数不变。分子轨道的能量可以高于、低于和等于原子轨道，分别称为反键轨道、成键轨道和非键轨道。原子轨道组成分子轨道时，必须满足原子轨道的能量相近、轨道最大重叠和对称性匹配。分子轨道

7、中的电子排布和原子轨道中电子排布的规则相似，即遵循Pauli原理，能量最低原理及Hund规则。成键轨道和反键轨道成键轨道(bonding)反键轨道(antibonding)(2)分子轨道图(a)和分子轨道能级图(b)成键轨道中，两原子之间的电子云密度增加；而反键轨道中，两原子之间的电子云密度降低。(a)(b)H2的分子轨道能级图(a)氢原子轨道(b)氢分子轨道H2与He2的比较(3)简单双原子分子轨道能级1s*1s2s*2s2p2py2pz*2py*2pz*2px氧的顺磁性氮气