大学化学分子结构

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1、第四章物质结构Ⅱ.分子结构4.4离子化合物章总目录4.5共价化合物4.6杂化轨道理论4.7分子间力和氢键学习要求：1.掌握离子键理论的基本要点，理解决定离子化合物性质的因素及离子化合物的特征；2.掌握电子配对法及共价键的特征；3.掌握、运用杂化轨道理论来解释一般分子的构型；4.掌握分子轨道理论的基本要点，并能用其来处理第一、第二周期同核双原子分子；5.了解离子极化、分子间力的概念，掌握分子间力的类型掌握氢键的形成和特征。分子结构的研究内容包括化学键的类型及其性质、分子的空间构型、分子间力、分子的结构与物质的性质的关系等。分子中直接相邻的原子间的强烈相互作用力称为化学键。化学键可分为

2、离子键、共价键、金属键等。一、离子键的形成离子键理论的基本要点：当电负性很小的金属原子和电负性很大的非金属原子相互靠近时，前者易失去电子形成具有稳定电子结构的阳离子，后者易得到电子形成具有稳定电子结构阴离子。而正、负离子靠静电引力作用结合在一起，这种静电引力作用称为离子键。如NaCl的形成。§7.1离子键Cl＋e→Cl-1s22s22p63s23p51s22s22p63s23p6(χ=3.0)[Ar]Na+Cl-Na+＋Cl-Na+Cl-静电引力离子键Na-e→Na+1s22s22p63s11s22s22p6(χ=0.9)[Ne]由离子键形成的化合物叫离子化合物，它们以离子晶体存在

3、，如NaCl。ⅠA、ⅡA金属阳离子（Be除外）与ⅦA非金属阴离子可形成典型的离子型化合物。在离子晶体中无法分辨出一个个独立的“分子”。所以，NaCl、KCl均为化学式，而非分子式。NaCl晶体结构(红球－Na+,绿球－Cl-)二、离子键的特征(1)离子键的本质是静电引力(2)无方向性和饱和性：(3)键的离子性大小取决于电负性差值大小电负性差值越大，相互作用越强。典型的离子化合物也有共价成分。离子的性质很大程度上决定着离子型化合物的性质。1.离子电荷：离子电荷越高、静电引力越强，则离子键越强，相应化合物熔点越高。2.离子半径：根据正、负离子的核间距即正、负离子的有效半径之和测得。离子

4、半径越小，离子间吸引力越大，相应化合物熔点也越高。二、离子的特征离子半径变化的规律：⑴同族元素离子半径从上而下递增。如r(Li+)r(Mg2+)>r(Al3+)r(F-)r(S)r(Fe3+)

5、S2）：Li+、Be2+、B3+8电子构型（nS2nP6）：Na+、Al3+9~17电子构型（nS2nP6nd1~9）：Fe2+Mn2+3.离子的电子构型：即形成离子后的电子构型。18电子构型(nS2nP6nd10)：Zn2+,Hg2+,Cu2+（18+2）电子构型[(n-1)S2(n-1)P6(n-1)d10nS2]：Pb2+、Sn2+离子的电子构型不同，对键型及性质影响很大.不同电子构型阳离子对同种负离子的作用力：8e构型<9~17e构型<2e,18e,（18+2）e构型；1927年，德国人海特勒(W.Heitler)和美籍德国人伦敦(F.London)首次应用量子力学处理两个

6、氢原子为什么能稳定的结合形成氢分子，之后许多化学家相继发展了这一科学成果，从而建立了现代价健理论，揭示了共价健的本质。§7.2共价键1.量子力学处理H2分子的结果共价键的本质——原子轨道重叠，核间电子概率密度大吸引原子核而成健。一、价键理论推斥态基态将量子力学对氢原子的处理推广到其他体系，发展成价键理论，又称为电子配对法或VB法。2.价键理论基本要点具有自旋相反的单电子相互接近时，单电子可以配对构成共价键；成键的原子轨道重叠越多，形成共价键越稳定，这叫做原子轨道最大重叠原理。3.共价键的特点方向性饱和性HClHOHNN－P＋S＋－P＋S＋－P＋S＋＋··＋s-s轨道形成σ键（二）

7、共价键的键型（1）键——“头碰头”p-s轨道形成σ键－＋＋p-p轨道形成σ键－＋＋－（2）键——“肩并肩”PZ-PZ＋－＋－键轨道重叠程度大于键，所以键较键稳定，键是化学反应的积极参与者。两原子间形成的共价健，若为单键，必为键；若为多重健，必有一条是键。如N2：（3）配位键定义：由一个原子提供电子对为两个原子共用而形成的共价键称为共价配位键。简称配位键。形成条件：成键原子一方有孤对电子，另一方有空轨道。表示方法：用“→”表示，箭头方向由给予体指向接受