无机化学内容精要及习题 第二章 分子结构

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1、第二章分子结构一、关键词1.离子键：阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。本质特点影响因素离子极化静电引力没有饱和性和方向性离子半径、离子电荷离子极化会使无机化合物的溶解度、熔点、颜色等物理性质发生变化2.共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。特点：饱和性、方向性共价键类型：σ键和π键参数:键长、键能、键角3.共价键理论现代价键理论:阐明了共价键的本质杂化轨道理论:解释了分子的空间构型4.晶体：原子、离子或分子按照一定的周期性，在空间排列形成在结晶过程中，形成具有一定规则的几何外形的固体。离子晶体：

2、晶格微粒是阴、阳离子原子晶体：晶格微粒是原子分子晶体：晶格微粒是分子5.分子间作用力范德华力：取向力、诱导力和色散力氢键：分子间一种特殊的作用力，强于范德华力。二、学习感悟1.耐人寻味的化学键理论化学键理论回答了原子怎样形成分子（或晶体），以及分子为什么可以稳定存在等问题。使人类对原子结合成分子的方式、依据和规律方面的研究更加深入和系统。历史上曾出现过各种理论，经过一个多世纪的努力，逐渐形成了现代化学键理论。化学家对化学键的认识，从定性到定量，从简单到复杂，可以说是步步深入。今天认为分子轨道理论比较好，但也

3、不是终极的理论，人们对事物的认识总是在不断进行探讨和发展之中。随着事物的发展、人类的发展、认识世界工具的改变，人们对事物本质的认识会更清楚，估计本世纪中叶化学键还会有新的突破。2.理论联系实际，化难为易现代化学键理论不只对若干化学现象作解释，而已用于实践中。如寻找半导体材料、抗癌药物等方面起到了关键性作用。同时在90年代，现代价键理论进入了生命微观世界，从理论上认识酶、蛋白质、核酸等生命物质，从而进一步揭开生命的秘密。此外，近年来现代价键理论向动态发展，如化学反应进行中电子的变化情况，如何定量描述等。分子结

4、构的内容是很抽象的知识，理解起来有一定的难度。了解前人在提出该理论时的意图和作用，认清楚事物的本质后，方能更好的理解。将抽象的概念具体化，是简单理解问题的关键。学习时重点放在理解、接受相关的基本概念。学会理论联系实际，让枯燥的微观世界成为现实中的实物。体会分子结构的理论知识带给我们无尽的享受。从而学中寻乐，达到受益匪浅的目的。三、难点辅导1.哪些原子轨道能进行杂化？根据鲍林原子轨道能级图，同一能级组内能量相近的原子轨道才能进行杂化。此外，所形成的分子的对称性对于参与杂化的轨道的选择同样会有影响。所以，不仅有

5、s-p的杂化，也有s-p-d类型、d-s-p类型的杂化。如第八章的配位化合物，就有d2sp3和sp3d2的杂化，杂化的结果是为了形成具有一定对称性的分子结构，使分子的能量趋于更低。值得注意的是，物质的结构在前，杂化轨道理论在后。杂化轨道理论是一种经验理论，它是为了解释某些物质结构的几何构型而提出的。2.离子极化作用对化合物一些性质的影响。（1）熔点和沸点降低。例如，在BeCl2，MgCl2，CaCl2等化合物中，Be2＋离子半径最小，又是2电子构型，因此Be2＋有很大的极化能力，使Cl－发生比较显著的变形，

6、Be2＋和Cl－之间的键有较显著的共价性。因此，BeCl2具有较低的熔、沸点。BeCl2、MgCl2、CaCl2的熔点依次为410℃、714℃、782℃。（2）水中溶解度降低。离子极化使离子键逐步向共价键过渡，根据“相似相溶”原理，离子极化的结果必然导致化合物在水中的溶解度低。（3）化合物的颜色加深。一般情况下，如果组成化合物的两种离子都是无色的，这种化合物也无色，如NaCl、KNO3；如果其中一种离子无色，则另一种离子的颜色就是该离子的颜色。例如K2CrO4呈黄色，黄色来自CrO离子。这是由于因为Cr与O

7、的相互极化导致CrO产生黄色。3.为什么HF分子间氢键比H2O分子间氢键强，而HF比H2O的沸点低？由于氟原子半径比氧原子小，电负性大于氧，因此，HF分子间的F－H…F氢键比H2O分子间的O—H…O氢键要强得多。但是，一个水分子可以形成两个氢键，而每个氟化氢分子只能形成一个氢键，所以，H2O的沸点会高于HF的沸点。4.如何判断分子的极性？（1）只含非极性键的分子，都是非极性分子。例如同种原子组成的双原子分子，X2、O2、N2等。（2）以极性键结合而成的异核双原子分子，都是极性分子。例如HX、CO等。（3）以

8、极性键构成的多原子分子，空间构型为中心对称的分子，是非极性分子。如CO2、CS2等直线形分子；平面正三角形BF3、SO3等分子；CH4、CCl4正四面体分子等。（4）以极性键构成的多原子分子，空间构型不对称为极性分子。如H2O、H2S、SO2等的V形分子；NH3、PCl3三角锥形分子等；非正四面体形的CH3Cl、CH2Cl2等分子。（5）判断ABn型分子极性的经验规律：若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的