化学键 分子间力 高分子材料课件.ppt

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1、§3.3化学键分子间力高分子材料学习要求1、理解原子通过化学键结合成分子，理解化学键本质、离子键与共价键的区分，通过实例理解分子轨道、成键轨道、反键轨道，以及等性杂化、不等性杂化、孤对电子等要领。2、理解氢键的形成及其本质。理解色散力是分子间力的主要来源。掌握化学键、氢键、分子间力在能量和作用方面的区别。3、了解分子光谱的应用。一、化学键离子键：由正负离子间通过强烈的静电引力而形成。化学键｛共价键：由电负性相差不大的元素，或同种非金属元素原子间形成的化学键离子键离子键是由原子得失电子后，生成的正负离子之间，靠静电作用而形成的化学键。根据库仑定律，两种带有相反电荷（q+和

2、q－）的离子间的静电引力F与离子电荷的乘积成正比，而与离子的核间距d的平方成反比。即F=q+×q－/d2可见，离子的电荷越大，离子电荷中心间的距离越小，离子间的引力则越强。正负离子靠静电吸引相互接近形成晶体。但是，异号离子之间除了有静电吸引力之外，还有电子与电子，原子核与原子核之间的斥力。这种斥力，当异号离子彼此接近到小于离子间平衡距离时，会上升成为主要作用；斥力又把离子推回到平衡位置。因此，在离子晶体中，离子只能在平衡位置附近振动。在平衡位置附近振动的离子，吸引力和排斥力达到暂时的平衡，整个体系的能量会降低到最低点，正负离子之间就是这样以静电作用形成离子键。由离子键形

3、成的化合物叫离子化合物。由于离子的电荷分布是球形对称的，因此，只要空间条件许可它可以从不同方向同时吸引几个带有相反电荷的离子。如在食盐晶体中，每个Na+可同时吸引着6个Cl－；每个Cl－也同时吸引着6个Na+。离子周围最邻近的异号离子的多少，取决于离子的空间条件。从离子键作用的本质来看，离子键的特征是，既没有方向性也没有饱和性，只要空间条件允许，正离子周围可以尽量多地吸引负离子，反之亦然。阴阳离子间通过静电作用互相结合，这种作用称为离子键。例如用电子式表示氯化钠、氧化镁的形成过程。离子化合物大都由位于周期表左边的金属原子与位于周期表右边的非金属原子所组成。然而离子化合物

4、中的阴、阳离子也可分别由多原子的离子所组成。常见的离子化合物如氢氧化钠(NaOH)中的氢氧根离子(OH－)即由两个原子所构成，碳酸钠中的碳酸根离子(CO32－)是由四个原子所构成。常见的多原子阴离子还有硫酸根离子(SO42－)及硝酸根离子(NO3－)。而氯化铵(NH4Cl)中的铵离子(NH4＋)是多原子阳离子。2.共价键：由电负性相差不大的元素，或同种非金属元素原子间形成的化学键。1）电子配对理论原子间通过共用电子对（电子云重叠）形成化学键。同种原子间形成的共价键，共用电子对不偏向任何一个原子，成键原子都不显电性，这种键称为非极性键。例如H2、Cl2、N2等.在化合物分

5、子中，不同原子间形成的共价键，由于不同原子的电负性不同，共用电子对偏向电负性大的原子，电负性大的原子就带部分负电荷，电负性小的原子就带部分正电荷，这样的键称为极性键,如HCl。同种非金属原子之间，或不同种非金属原子之间成键时，一般都是共价键。在形成共价键时，当自旋方向相反的未成对电子的原子相互接近时，两个核间电子云密度较大，即共用电子对属成键的两原子共有，围绕两个核运动，受两核吸引，在两核间电子云重叠。要形成稳定的共价键，必须尽可能使电子云重叠程度大一些.我们知道，除了s电子以外，其它电子云都是有空间取向的，在成键时，要尽可能沿着电子云密度最大的方向发生重叠。例如H2O

6、中，氢原子的1s电子云沿着氧原子的2Px、2Py电子云的空间伸展方向的重叠，才能达到电子云重叠程度最大，形成稳定的共价键，因此共价键具有方向性。元素的原子形成共价键时，当一个原子的所有未成对电子和另一些原子中自旋方向相反的未成对电子配对成键后，就不再跟其它原子的未成对电子配对成键。例如H2O分子中，O原子有两个未成对电子，它只能跟两个H原子的未成对电子配对，因此，共价键具有饱和性。共价键是化学键中重要的一类，包括：极性键、非极性键、配位键、单键、双键、叁键、σ键、π键等类别.定域键：电子云主要局限在两个原子之间所形成的化学键。CH2＝CH2离域键：多原子间形成的π键叫离

7、域π键或共轭π键，如:CH2＝CH－CH＝CH22）杂化轨道理论杂化轨道理论（hybridorbitaltheory）是1931年由PaulingL等人在价键理论的基础上提出，它实质上仍属于现代价键理论，但它在成键能力、分子的空间构型等方面丰富和发展了现代价键理论。杂化轨道理论的基本论点：a.在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即波函数），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新的原子轨道，这种轨道重新组合的过程称为杂化（hybridization），杂化后形成的新轨道称为