分子结构和晶体结构

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1、第五章分子结构和晶体结构[引言]分子是参与化学反应的基本单元。分子是由原子组成的，所以分子的形成说明原子之间存在着相互作用。分子结构：微观独立存在的集合体（分子、离子、原子）中原子之间的排列及作用。晶体结构：宏观聚集体中微粒（原子、分子、离子）的排列及作用。本章重点：共价化合物结构理论，有关应用第一节化学键(自学)一、定义：在分子或晶体中，相邻原子间强烈的相互作用。二、类型：离子键共价键（配位键）金属键三、键参数：表征化学键性质的物理量。1、键能：概念：破坏1mol气态化学键（化学式表示）变成气态原子或原子团所需要的能量。若破坏的化学键多于一个时，则取其平均值。键能越大，破坏键所需能量越大，键

2、越强。2、键长：概念：分子间两原子核间的平衡距离。一般情况下，键长越短，键强度越大。键越牢固。3、键角：指键之间的夹角概念：表征化学键方向性、分子空间结构的重要参数。4、键矩：表征原子间键的正负电荷重心不重合的程度。键矩为零正负电荷重心重合，为非极性键。键矩不为零，为极性键；键矩越大，键极性越强。第二节离子化合物的结构(总结归纳)[问题]：根据希有气体原子的电离能和电子亲合能数据有何启示？说明：原子难失去电子，也难得到电子。该电子构型稳定对价电子数较少金属原子，倾向于失去价电子变成希有气体型的阳离子。对非金属，价电子数多，则倾向于获得电子成8电子型的阴离子。提出：金属与非金属原子彼此发生电子转

3、移，形成的相互作用，称为离子键。一、离子键及离子化合物：1、定义：由异电荷靠静电作用产生的化学结合力，称为离子键。离子型化合物：由离子键组成的化合物。2、形成条件：通常以电负性差大于1.7作为是否为离子键的参考依据3、本质：静电作用。4、特征：①无方向性②无饱和性5、离子结构类型：2e、8e、18e、18+2e、不饱和型二、离子晶体及其特性：1、晶体：微观粒子（分子、原子、离子）在空间规则排列形成的宏观聚集体。2、晶格结点：微粒所处的位置。3、晶胞：重复排列的具有代表性的最小单元。4、AB型晶体构型：CsCl型NaCl型ZnS型（了解）晶格类型体心立方面心立方面心立方配位数8645、离子晶体特

4、性：具有较高的熔沸点和硬度；脆性，机械加工性能差；导电性：熔融或水溶液导电，但固体不导电。三、晶格能1、定义：破坏1mol晶体（化学式），形成无限远离的气态离子的能量变化2、分析：离子晶体形成过程中的能量变化3、表明：离子晶体能稳定存在，关键在于阴阳离子间强烈的结合力，仅用电子结构稳定说明其形成是不完善的。4、影响因素：离子的电荷、半径5、应用：NaX物理性质变化规律第三节共价化合物的结构[问题]如何说明H2、HCl等众多物质的形成及性质。离子键理论不能圆满解释。提出了原子间可通过共用电子对形成分子的观点，即共价键。共价键：原子间通过共用电子对形成的化学键。[问题]：共用电子为什么能形成？形成

5、条件是什么？本质是什么？随着量子力学的建立，近代原子结构理论的发展，先后建立了两大共价键理论：VB法和M0法。一、VB法：立论点：电子配对和原子轨道最大重叠。1、要点：①电子配对原理：原子间共价键结合是以相互自旋反向的未成对电子彼此配对为前提，符合不相容原理即成单电子且自旋相反，俩俩偶合成“电子对”形成共价键。推论：两原子各有一个成单电子且自旋反向，则形成一个稳定共价单键；若有多个成单电子且自旋反向，则形成复键。若A原子有两个成单电子，B原子有一个成单电子，满足自旋反向则形成AB2型分子。②原子轨道最大重叠原理：两配对电子的原子轨道，力图最大程度的重叠才能最大限度的使核间的电子云密集，能量处于

6、最低状态，形成共价键。2、共价键的本质和形成条件：①本质：仍是电性的。②形成条件：Ⅰ.成单电子自旋相反；Ⅱ.原子轨道最大重叠。同时满足，方能成键。3、共价键的特征：①饱和性：由于每个原子提供的轨道和成单电子数目是一定的，所以每年原子的成键总数或以单键联接的原子数目是一定的。②方向性：原子轨道除S外，在空间都有一定的取向，所以只有沿着一定的方向才能发生最大重叠。4、共价键的类型：σ键：沿键轴方向，“头碰头”方式重叠。π键：轨道对称轴相互平行，“肩并肩”重叠。重叠程度：σ键大于π键5、VB法补充①激发成键观点：例②配位键：原子间共用电子对是由一个原子提供形成的化学键。[问题]：水分子的空间构型如何

7、解释？二、杂化轨道理论立论：原子轨道在成键时，为增强其成键能力，几个原子轨道可混杂重新组成几个新的原子轨道。(一)要点：1.原子形成分子时存在价层内电子的激发，轨道杂化过程。①杂化：原子相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道“混合”，重新组合成一组新的轨道的过程。②杂化轨道：杂化后形成的新轨道。③杂化轨道数目：与参与组合的原子轨道数目相同。2.等性、不等性杂化等性杂化：每个杂化轨道完全等同不等性