化学键与分子结构.ppt

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1、第2章化学键与分子结构ChemicalBondandMolecularStructureChapter2ChemicalBondandMolecularStructure2.1化学键参数2.1.1什么是化学键？2Na(s)+Cl2(g)2NaCl(s)ColorStateElectricalconductivity银灰色黄绿色无色固体气体晶体极强极弱极弱熔融导电这三种物质的性质的不同是由什么引起的？反映出什么问题？PaulingL在《TheNatureofTheChemicalBond》中提出了用得最广泛的化学键定义：如果两个原子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足

2、够稳定的、可被看作独立分子物种聚集体，它们之间就存在化学键。简单地说，化学键是指分子内部原子之间的强相互作用力。不同的外在性质反映了不同的内部结构各自内部的结合力不同2.1.2已明确了的化学键类型化学键共价键金属键离子配键离子偶极配键双原子共价键多原子共价键电子对键（单、双、叁键）单电子键三电子键共轭π键多中心键极性键非极性键离子键2.1.3化学键参数（bondparameters）分子中两个原子核间的平均距离化学键的性质在理论上可以由量子力学计算作定量讨论，也可以通过表征键的性质的某些物理量来描述，如：电负性、键能、键长、键角和键级。分子中键与键之间的夹角这两个参数

3、可以通过X射线单晶衍射等实验手段测量得到.■键长(bondlength)：■键角(bondangle)：定义：在298K和101.3kPa下，将1molAB（理想气体、标准气体）断裂为A、B（理想气体、标准气体）时所需要的能量。■键能(bondenergy):对双原子分子：离解能=键能对多原子分子：键能指平均键能NH3(g)→NH2(g)+H(g)D1=435kJ·mol-1NH2(g)→NH(g)+H(g)D2=397kJ·mol-1NH(g)→N(g)+H(g)D3=339kJ·mol-1例如NH3通常键能越大，键越牢固，分子也就越稳定。偶极矩bonddipole

4、moment(m)m=q∙d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，其电量与距离之积，就是分子的偶极矩。例如：■键的极性极性键：不同原子间形成化学键时，由于原子间的电负性不同，成键原子的电荷不对称，使得正负电荷重心不重合，形成极性键。非极性键：单质分子中，正负电荷重心重合，形成非极性键。Cl2、CO、CO22.2.1离子键的形成及其特点2.2离子键Ionicbond（1）离子键:靠正、负离子间的静电作用而形成的化学键。形成条件XA–XB>1.7形成离子键-450kJ·mol-1（2）离子键的特点●本质是静电引力（库仑引力）●没有方向

5、性和饱和性（库仑引力的性质所决定）（没有饱和性不能理解为离子的配位数是任意的）●键的极性与元素的电负性有关NaClCsCl（3)晶格能◆定义1mol的离子晶体解离为自由气态离子时所吸收的能量(或气态正离子和气态负离子结合所放出的能量)，以符号U表示。◆作用度量离子键的强度。晶格类型相同时，U与正、负离子电荷数成正比，与离子间距离r0成反比。MX(S)M+(g)+X-(g)9938017476612852261424301918+1,-1+1,-1+1,-1+1,-1+2,-2+2,-2+2,-2+2,-223128229832321024025725692378674

6、77043791340132233054化合物离子电荷ro/pmΔU/kJ·mol-1t(m.p.)/℃NaFNaClNaBrNaIMgOCaOSrOBaO2.2.2离子的特征离子键的强度正、负离子的性质离子化合物的性质取决于取决于1.离子电荷(charge)◆正离子通常由金属原子形成，其电荷等于中性原子失去电子数目。◆负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于中性原子获得电子的数目。◆离子所带电荷越多，与异号离子间吸引力就越强，这可解释为什么M2＋的盐类比M＋的盐类难溶于水，熔点也较高。2.离子半径(radius)◆d=r1+r2◆关键是如何分割（X射线衍射法）◆数据

7、使用时应是自洽的对同一主族具有相同电荷的离子而言，半径自上而下增大。例如：Li+＜Na+＜K+＜Rb+＜Cs+；F-＜Cl-＜Br-＜I-对同一元素的正离子而言,半径随离子电荷升高而减小。例如:Fe3+＜Fe2+对等电子离子而言，半径随负电荷的降低和正电荷的升高而减小。例如：O2-＞F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+相同电荷的过渡元素和内过渡元素正离子的半径均随原子序数的增加而减小.离子半径变化规律3.离子的电子层构型◆8电子和2电子组态:周期表中靠近稀有气体元素之前和之后的那些元素例Li+,Be2+,Na+,Ca2+).◆18电子组态:最外层为ns2