分子结构与晶体结构.ppt

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1、第五章分子结构与晶体结构化学键的类型：离子键，共价键，金属键。1第一节离子键一.离子键的形成正，负离子之间相互作用，包括吸引力，也包括排斥力。Na–e==Na+2S22p63S1–e-----2S22p6Cl+e==Cl-3S23p5+e----3S23p62①原子得ne-成负离子，失ne-成正离子；②正负离子以静电引力结合，成离子化合物；③离子键强度，正比于电荷q，反比于半径r。403Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl–Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl-Na+Cl–配位数6不存在小分子二.离子键的特征：1.没有方向性2.没有饱和性4第二节共价键19

2、27年，海特勒、伦敦解H2分子的薛定谔方程，共价键的本质才得以解释。目前共价键理论有价键理论(VB法)和分子轨道理论(MO法)。5一.共价键的本质(VB法)解氢分子的薛定谔方程时得知:两个氢原子的未成对电子靠近时，系统能量的变化如图:(1)氢分子的形成：6自旋相反，出现基态，引力增强，能量降低。此时，d=74pm，Es=-436kJ·mol-1。74pm2a0=106pm原子轨道发生了重叠。自旋平行，出现斥态，系统能量高；7(2)价键理论要点：①成键原子的未成对电子自旋相反；③对称性匹配原理：原子轨道的重叠，必须发生于角度分布图中正负号相同的轨道之间。②最大重叠原理：成键原子的原子轨道重

3、叠程度（面积）越大，键越牢。8++--++--++--++----+--++--+----++--++--9（3）共价键的特征饱和性——电子配对后不再与第三个电子成键；方向性——除s轨道，最大重叠必有方向二.共价键的类型①σ键:原子轨道沿键轴方向“头碰头”式重叠;②π键:原子轨道沿键轴方向“肩并肩”式重叠10σ键，重叠程度大，较稳定；π键，重叠程度小，较活泼。由一个原子（给予体）提供电子对，另一个原子（接受体）提供空轨道，形成的共价键叫配位键。如：H3N→H+O=N→N特例:配位键多重键中，必有一σ键，其余为π键。11第三节分子的几何构型问题的引出:☻CH4C1S22S22P22个单e可

4、形成二个键,但有机物中C为价.☻H2OO1S22S22P42个单eO-H键角应90°实验测得104°40´12一.杂化轨道理论杂化轨道:同一原子中，能量相近的原子轨道混合起来，形成成键能力更强的新轨道。杂化：上述过程叫杂化。杂化轨道数：等于参加杂化的原子轨道数目之和。如：sp杂化—s+p杂化轨道数=213杂化轨道的组成：参加杂化的原子轨道平均化。如：sp—sp2—杂化轨道的特征——角度分布图有大、小头，有利于成键（提高重叠程度）。-14二.杂化轨道的类型BF3CH4激发杂化成键激发杂化成键15与之类似，还有NH3分子的形成。由于它们分子中保留有孤对电子,因此分子的形状是不对称的:三.等性

5、杂化与不等性杂化例H2O基态O激发态O化合态H2O16练习题：试说明乙烯和乙炔分子中化学键的形成(提示:在乙烯中C-C键把两个正三角形接合在一起;在乙炔中有两个相互垂直的键).按提示,两个C原子发生sp2杂化,各有一个p电子:解：①乙烯（H2C=CH2）:17两个C原子的这两个p电子垂直于sp2三角形平面，重叠成键：三个sp2杂化轨道，一个与C，两个与H成键。C原子发生sp杂化。每个C原子的两个sp杂化轨道各以其一与C成键，以另一与H成键。但，每个C原子还有两个未参与杂化的相互垂直的p电子：②乙炔(HC≡CH)：18它们在垂直于键的两个相互垂直的平面上形成键。如右图：19杂化轨

6、道类型SPSP2SP3不等性SP3参与杂化的原子轨道SPSPPSPPPSPPP杂化轨道数2344(1对e),4(1对e)杂化轨道间夹角180°120°109°28´107°16´,104°40´分子空间构型直线正三角型正四面体三角锥,V字型实例HgCl2BeCl2C2H2BF3BCl3C2H4CH4SiF4NH3H2OPCl3H2S20