大学无机化学课件分子结构.ppt

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1、分子结构分子:化学反应的基本单元物质的性质分子的性质分子的内部结构化学键空间构型分子间力结构与物质的物理、化学性质的关系离子键共价键金属键§8.1离子键§8.2共价键§8.3分子间作用力§8.4离子极化(自学)§8.5原子晶体和分子晶体(参考p253，表9-12)§8.1离子键8.1.1离子键的形成8.1.2离子的特征8.1.3离子晶体活泼金属原子活泼非金属原子离子型化合物NaClKClCsClMgOCaO1.离子键的形成2.离子键的本质：静电作用力3.离子键的特点：没有方向性和饱和性4.键的离子性取决于元素的电负性

2、5.离子晶体的特点：较高熔点和沸点，熔融状态或溶于水后其水溶液均能导电§8.2共价键8.2.1价键理论8.2.2共价键的类型8.2.3杂化轨道理论8.2.4价层电子互斥理论(自学)8.2.5分子轨道理论8.2.6键参数共价键:分子中原子间通过共用电子对结合而成的化学键H·+·H=H:H:Cl·+·Cl:=:Cl:Cl::N·+·N:=:NN:H·+·Cl:=H:Cl:Lewis共价键的局限性①有些稳定分子的中心原子最外层电子数可以少于8(如:BF3)或多于8(如PCl5,SF6)②共价键的特性:方向性,饱和性③单电子

3、键(如H2+),O2具有磁性1927年,Heitler和London应用量子力学研究H2分子结构,初步解答了共价键的本质.1930年,Pauling和Slater等发展出现代价键理论(电子配对理论)、杂化轨道理论、价层电子对互斥理论1932年,美国化学家密立根和德国化学家洪特提出分子轨道理论8.2.1价键理论电子配对法(VB):量子力学为基础(1)共价键的本质图9-1H2形成过程E-R图两个氢原子电子自旋方式相反，靠近、重叠，在R0＝74pm处系统能量降低，形成稳定的化学键。H2分子中的两种状态的

4、

5、2和原子轨道重

6、叠示意图共价键的本质——原子轨道重叠，核间电子概率密度大吸引原子核而成健(2)价键理论的基本要点①成键前的原子要具有自旋方向相反的未成对电子。②共价键数目取决于原子中未成对电子的数目。③两原子成键时，两原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固－轨道最大重叠原理。(3)共价键的特点①成键时，组成原子的电子云发生了很大变化。②具有饱和性：每个原子成键的总数是一定的。③具有方向性：轨道最大重叠的方向。8.2.2共价键的类型（1）σ键：两原子的成键轨道沿键轴（或两核间的连线）的方向，以“头碰头”的方式发生轨道重叠，轨道重叠部分是

7、沿着键轴呈圆柱型对称，这样形成的共价键叫σ键。＋＋x＋＋x—＋＋x——s-spx-spx-px（2）π键：两个原子轨道沿键轴的方向，通过键轴的一个平面侧面，以“肩并肩”的方式发生轨道重叠，轨道重叠部分垂直于键轴呈镜面反对称，在键轴上下对称的电子云密度最大，这样形成的共价键叫π键。＋＋x——zzpz-pz形成的π键例：N2分子中，每个N原子有三个未成对的3p电子，形成了一个σ键和两个π键。一般用N三N表示。(3)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。例：OC8.2.3杂化轨道理论CH4的空间构型为正四

8、面体C：2s22p2(1)杂化与杂化轨道的概念在形成分子时，由于原子的相互影响，若干不同类型能量相近的原子轨道混合起来，重新组合成一组新轨道，该过程称为杂化，所形成的新轨道被称为杂化轨道。sp3重叠CH4的形成sp3–s成键(2)杂化轨道的类型①sp杂化1ns+1np2sp每个sp杂化轨道含有s和p的成分1212sp杂化轨道间的夹角=180,呈直线型BeCl2分子形成②sp2杂化1ns+2np3sp2每个sp2杂化轨道含有s和p的成分1323sp2杂化轨道间的夹角=120,呈平面三角形BF3分子形成2s2pB

9、原子基态2s2p激发态激发杂化sp2杂化态重叠sp2–psp2杂化轨道示意图BF3的空间构型为平面三角形③sp3杂化1ns+3np4sp3每个sp3杂化轨道含有s和p的成分1434sp3杂化轨道间的夹角=10928’,呈四面体形CH4分子形成激发杂化重叠2s2pC原子基态2s2p激发态sp3杂化态sp3–ssp3杂化轨道示意图CH4分子的空间结构④sp3d2杂化1ns+3np+2nd6sp3d2六个sp3d2杂化轨道指向正八面体的六个顶点sp3d2杂化轨道间的夹角=180或90杂化SF6分子形成3s3pS原

10、子基态3d3s3p激发态3dsp3d2杂化态sp3d2–p激发重叠SF6分子的空间结构(3)不等性sp3杂化(3)杂化轨道理论的基本要点①成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成能量相等的价电子轨道——杂化轨道②杂化前后轨道数目不变。③杂化轨道可分为等性和不等性杂化轨道。采用sp3杂化轨道成键的分子，其空间构型可能为四面体型，V型或者三角锥型。