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时间:2018-07-30
《第 2 章 化学键与分子结构讲义》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第2章化学键与分子结构1.认识化学键的本质;2.掌握离子键的形成及其特点;3.掌握离子的特征,离子极化概念;4.掌握价键理论的内容;会用价键理论解释共价键的特征,会用价电子对互斥理论和杂化轨道理论解释简单的分子结构;5.初步认识分子轨道,掌握第二周期元素的分子轨道特点;6.理解金属键理论,特别是能带理论,会用能带理论解释固体分类;7.认识分子间作用力和氢键的本质,会解释其对物质性质的影响。2.1化学键的定义Definitionofchemicalbond一、什么是化学键PaulingL在《TheNatureofTheChemicalBond》中提出了用得最
2、广泛的化学键定义:如果两个原子(或原子团)之间的作用力强得足以形成足够稳定的、可被化学家看作独立分子物种的聚集体,它们之间就存在化学键。简单地说,化学键是指分子内部原子之间的强相互作用力。二、离子键及其特点●本质是静电引力(库仑引力);●没有方向性和饱和性(库仑引力的性质所决定);●键的极性与元素的电负性有关;2.2离子键理论Ionicbondtheory一、晶格能(latticeenergy)◆定义1mol的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收的能量,以符号U表示。MX(S)=M+(g)+X-(g)◆作用度量离子键的强度。晶格类型相同时,U与正、负离子电荷
3、数成正比,与离子间距离r0成反比。二、离子的特征1.离子电荷(charge)2.离子半径(radius)3.离子的电子构型(electronicconfiguration)◆稀有气体组态(8电子和2电子组态)◆拟稀有气体组态(18电子组态)◆含惰性电子对的组态(18+2电子组态)◆不规则组态(9~17电子组态)2.3共价键的概念与路易斯结构式ConceptofthecovalentbondtheoryandLewis’structureformula一、共价键的相关概念Conceptsofthecovalentbondtheory二、路易斯结构式G.N.L
4、ewis在1916年假定化学键所涉及的每一对电子处于两个相邻原子之间为其共享,用A—B表示。双键和叁键相应于两对或三对共享电子。分子的稳定性是因为共享电子对服从“八隅律”(octetrule)。三、路易斯结构式Lewisstructuralformula1.按原子的键合关系写出元素符号并将相邻原子用单键连接。在大多数情况下,原子间的键合关系是已知的,例如,NO2中的键合关系不是N—O—O,而是O—N—O。1.将各原子的价电子数相加,算出可供利用的价电子总数。如果被表达的物种电荷,则价电子总数应减去正、负电荷数。扣除与共价单键相应的电子数(单键数×2)后,将
5、剩余的价电子分配给每个原子,使其占有适当数目的非键合电子。如果剩余的电子不够安排,可将一些单键改为双键或叁键。2.4用以判断共价分子几何形状的价层电子对互斥理论VSEPRforjudgingtheconfigurationofthecovalencemolecular1.基本要点VP=BP+LP价层成键孤对●价层电子对尽可能远离,以使斥力最小LP-LP>LP-BP>BP-BP●根据VP和LP的数目,可以推测出分子的空间构型2.分子形状的确定方法●首先先确定中心原子A的价层电子对数VP1、价层电子对数目的确定(余数进位)配位原子提供电子数的计算方法:(1)H
6、、卤素只提供1个共用电子;(2)在形成共价键时,作为配体的氧族可以认为不提供共用电子;(3)当氧族原子作为中心原子时,则可以认为提供6电子。对于含有双键或叁键的分子,价电子对互斥理论仍能使用,但双键、叁键都作为一个电子对计算。在定性推测分子构型时,可以忽略孤对电子和成键电子、单键和多重键的区别,但在考虑键角等一些问题时,应考虑这些差别。2.5原子轨道的重叠—价键理论Superpositionofatomicorbital—valencebondtheory一、共价作用力的本质和共价键的特点Natureofthecovalenceforceofcharact
7、erizationsofthecovalencebond1.价键理论(valencebondtheory)基本观点带有相反电荷的两个离子(例如A+和B-)彼引接近的过程中,系统能量的变化可表示为两核之间距离的函数;2.共价键的特征●结合力的本质是电性的;●具有饱和性(是指每种元素的原子能提供用于形成共价键的轨道数是一定的);●具有方向性(是因为每种元素的原子能提供用于形成共价键的轨道是具有一定的方向);3.共价键的键型◆σ键:重叠轨道的电子云密度沿键轴方向的投影为圆形,表明电子云密度绕键轴(原子核之间的连线)对称。形象的称为“头碰头”。◆π键:重叠轨道的电
8、子云密度绕键轴不完全对称。形象的称为“肩并肩”。◆δ键:d轨道重叠
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