化学竞赛基础-化学键与分子结构

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1、无机化学1化学键与分子结构基本内容和重点要求返回1离子键理论2共价键理论3金属键理论4分子间作用力理解共价键的饱和性和方向性及σ键和π键的区别；掌握杂化轨道理论的要点，并说明一些分子的构型；掌握分子轨道理论的基本要点，同核双原子分子和异核双原子分子的分子轨道式及能级图；掌握分子的极化，分子间力及氢键等。1.3离子特征（1）离子的电荷（2）离子的电子层构型电荷高，离子键强正离子的电子层构型大致有5种1）2电子构型2）8电子构型3）18电子构型4）（18+2）电子构型5）9—17电子构型在离子的半径和电荷大致相同条件下，

2、不同构型的正离子对同种负离子的结合力的大小规律：8电子层构型的离子<9—17电子层构型的离子<18或18+2电子层构型的离子在离子的半径和电荷大致相同条件下，不同构型的正离子对同种负离子的结合力的大小规律：8电子构型离子<9—17电子构型离子<18或18+2电子构型的离子（3）离子半径离子半径概念将离子晶体中的离子看成是相切的球体，正负离子的核间距d是r+和r－之和。dr+r-d值可由晶体的X射线衍射实验测定得到，例如MgOd=210pm。1927年，Pauling把最外层电子到核的距离，定义为离子半径。并利用有效核

3、电荷等数据，求出一套离子半径数值，被称为Pauling半径。教材上两套数据均列出。在比较半径大小和讨论变化规律时，多采用Pauling半径。=dMgO－=210－132=78(pm)这种半径为哥德希密特半径。1926年，哥德希密特(Goldschmidt)用光学方法测得了F－和O2－的半径，分别为133pm和132pm。结合X射线衍射所得的d值，得到一系列离子半径。离子半径的变化规律a)同主族从上到下，电子层增加，具有相同电荷数的离子半径增加。Li+

4、族元素，从左至右离子电荷数升高，最高价离子半径减小。Na+>Mg2+>Al3+K+>Ca2+过渡元素，离子半径变化规律不明显。c)同一元素，不同价态的离子，电荷高的半径小。如Ti4+

5、多，离子键越强。晶格能测定：玻恩－哈伯循环(Born－HaberCirculation)Born和Haber设计了一个热力学循环过程，从已知的热力学数据出发，利用Hess定律计算晶格能。以NaCl为例，Born-Haber循环NaCl(s)Na(s)+1/2Cl2(g)Na(g)+Cl(g)Na+(g)+Cl(g)+e-Na+(g）+Cl-(g)Na(g)+1/2Cl2(g)fH01/2DEISUU=-fH0+S+1/2D+I-E=[-(-411)+109+121+496-349]=788kJ·mol-12.影响晶

6、格能的因素①离子的电荷(晶体类型相同时)②离子的半径(晶体类型相同时)Z↑，U↑例：U(NaCl)U(CaO)共价键的方向性和饱和性共价键的数目由原子中单电子数决定，包括原有的和激发而生成的。例如氧有两个单电子，H有一个单电子，所以结合成水分子时，只能形成2个共价键。C最多能与4个H形成共价键。原子中单电子数决定了共价键的数目。即为共价键的饱和性。各原子轨道在空间分布方向是固定的，为了满足轨道的最大程度重叠，原子间成的共价键，当然要具有方向性。(d)其它杂化类型——如s-p-d

7、型sp3d杂化三角双锥型；sp3d2杂化八面体型（如SF6）SFFFFFF++++++______正八面体sp3d2Ssp3d2杂化3s3p3d3d(3)等性杂化与不等性杂化有单电子的sp3杂化轨道与H的1s成σ键，有对电子的sp3不成键，为孤对电子，故H2O分子呈V字形结构。HOH键角本应109°28′，但由于孤对电子的斥力，该角变小，为104°45′。●sp3杂化轨道分为等性sp3杂化和不等性sp3杂化等性杂化:杂化轨道空间构型与分子的空间构型一致不等性sp3杂化：杂化轨道中既含有单电子，又含有成对电子，形成分子时

8、中心原子有孤电子对存在等性sp3杂化：杂化轨道中只含单电子，不含成对电子不等性杂化:杂化轨道空间构型与分子的空间构型不一致注意：（１）只有能量相近的原子轨道才可进行杂化，杂化指中心原子而言，配体一般不杂化（ABn）；（２）杂化轨道数等于参加杂化的原子轨道数；（３）分子中有π键时，形成π键的原子轨道不发生杂化例：为什么PCl5能够稳