《无机及分析化学》第七章分子结构

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1、第九章、分子结构我们知道，分子是参与化学反应的基本单元©物质的性质主要决定于分子的性质，而分子的性质又是由分子的内部结构所决定的o分子结构通常包括下列內容(1)分子的化学组成。(2)分子的构型，即分子中原子的空间排布，键长.键和口几何形状等。(3)分子中原子间的化学键。9.1、化学键参数和分子的性质物质的分子是由康子组成的，原子之间所以育邑结合成分子,说明原子之间存在着相互作用力o把分子或晶体中，原子之间直接的、主要的和强烈的相互作用，称为化学键©9丄1、键参数一般可以通过分子的价键结构和表征价键性质的某些物理量如键级、键倉J键角、键长、键的极性等数据，定性或半定

2、量地解释分子的某些性质，这些表征化学键性质的物理量统称为键参数©如：金刚石。如：人的身高，体童等为人身体的参数。1、键能在101.3kPa,298.15k条件下，在代态下断开1molAB为A(g),B(g)的焙变。即：AB(g)-A(g)+B(g)AH°(AB)键能总是正值◎通常,键能越大,键越牢由该键构成的分子也就越稳定©当然，对于单键、双键、三键，其键能差异还是很大的F2155kJ/molo2493kJ/moln2946kJ/mol从上到下：卤化氢©HF565kJ/molHC1431kJ/molHBr366kJ/molHI299kJ/mol如：族相同,随原子序

3、数的增加而减小(随周期数增加)。2、键长分子中两个原子核间的平衡距离叫键长©(A=1O-10m)C=C134pmC三C120pmnm10_9m对于复杂分子往往通过光谱或彳汗射等实验方法如:衍射仪©可以测定单晶的晶体和分子结构©通常，两个原子之间所形成的键越短，越牢3、键甬在分子中键与键之间的夹角。键甬是反映分子空间结构的重要素之一©如：水分子，H2O1043°CO2O=C=O180°,直线型。根据分子中键的极4生和键甬可以推测出分子的空间构型及其它物理性质。4、键的极性在单质分子中两个原子之间形成的化学键，由于原子间的电负性相同,原子核正电荷重心和负电荷重心重合,

4、叫做非极性键©如：H2,O2,N2,Cl2以及金刚石等的共价键。不同原子间形成共价键，由于原子的电负性不相同，成键原子的电荷分布不对称，电负性较大的原子带负电荷，电负性较小的原子带正电荷，正负电荷重，《不重合，形成极性键。9.1.2.分子的性质1.分子的极性两个不同原子形成的分子，由于原子间的电负4生不同，分子中形成正负两极，这种分子称为樊性分子。如果组成分子的化学键都是非极性键，贝!J分子不会有极性。如：全刚石等，P4,Sg等。但在组成分子的化学键为极W生键时，分子则可角g有极性，也可矣g没有极性©对于双原子分子，键有极性，分子就有极性©对于多原子分子，却取决于

5、分子的空间构型。例如：CO2分子中，氧(O)的电负性大于磯(C),在键是极性键。C-O键中,共用电子对偏向于氧一边,故C-O但由于CO2分子的空间结构是线型对称的(O=c=o),两个C-O键的极性相互抵销，正同样，CC14分子中的C-C1键虽然是极性键，但分子为对称的正面体空间构型，键的极片生相互抵销，分子没有极性©CHC13如果空间构型不完全对称，键的极性不能抵销，由极性键组成的多原子分子有极性©如：so2,h2o,nh3等都是极性分子。偶极矩是衡量分子极性大刃、的物理量©物理学中把大小相等符号相反，彼此相距为d的两个电荷（+q和-q）组成的体系称为偶极子,与距

6、离之积，就是偶极矩（口）©M=qed极性分子就是偶极子©为,对分子中的正负电荷来说，可以设想它们分别集中于一点，叫正电荷中心和负电荷中心,或者叫分子的极（正极或负极）©极性分子的偶极矩等于正负电荷间的距离乘以正电中心（或负电中心）上的电量。偶极矩是一个矢量，既有大小，又有方向，其方向是从正极到负极。+0-0-偶极距的数据可以由实验测定©分子的，也偶极矩是各单个键偶极矩的矢量和O2、分子的磁性物质有的有磁性，如：磁铁,有的没有。原子的核夕卜电子，一个单独的电子自旋会产生一个有点象电流通过线时会严生磁场_样°而电子配对后.由于两个＜J、磁场方向相反，相互抵销，净磁场等

7、于零。若将这种物质放在外磁场中，在夕2玆场的诱导下，会产生一个对着夕2兹场方向的石兹距，它有微弱的抗力.把_部分夕卜磁场的石玆力线推开。所以，如果一种物质中的电子都已酉己对，没有未成对电子，这样的物质称为抗磁性物质。当一种物质中有未成对的电子时，则它的净石玆场不等于零。若这种磁场很强，会象磁铁一样，未成对电子的自旋自发地須E列整齐，贝！J这种物质呈现出强磁性，称为铁磁性物质©如：Fe3O4,Co,Ni等，SmCo合金等。Nd-Fe-B有的物质有未成对电子，净磁场不等于零，但石玆场太不会自发地搭E列©然而，在强有力的夕卜磁场作用下，却可使电子自旋的磁矩排整齐，这种物

8、质被微弱地