高中化学竞赛中的化学键与分子结构ppt课件.ppt

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1、第2章化学键与分子结构2.4.1共价键的相关概念2.4共价键的概念与路易斯结构式路易斯在1916年假定化学键所涉及的每一对电子处于两个相邻原子之间为其共享，用A—B表示.双键和叁键相应于两对或三对共享电子,即共享电子对==共价键。分子的稳定性是因为共享电子对服从“八隅律”。共价键分为配位共价键、极性共价键、非极性共价键。2.4.2路易斯结构式路易斯用元素符号之间的小黑点表示分子中各原子的键合关系，代表一对键电子（公用电子）的一对小黑点亦可用“－”代替。路易斯结构式能够简洁地表达单质和化合物的成键状况，其基本书写步骤如下：按原

2、子的键合关系写出元素符号并将相邻原子用单键连接.在大多数情况下,原子间的键合关系是已知的。例如：NO2中的键合关系不是N—O—O,而是O—N—O.有时还可作出某些有根据的猜测.为将所有的原子满足八隅律，计算出所需的键数（只是单键），推断出双键、三键的位置。3.为满足八隅律，把每个原子所需的电子补全。4.将最终结果原子所提供的电子和标准的状态相比较，得出电荷的分布。例：N5+、N3-、N2O各原子共提供3+4×7=31个价电子；离子的一价负电荷表明还应加一个电子.因此必须在5个原子周围画上16对电子的32个圆点负电荷属于整个离

3、子而不是个别原子！写出BF4-离子的Lewis结构.FBFFFQuestion路易斯结构式虽然能说明一些问题，但是它还是有一些局限性：对作为中心原子的第3周期及其以下周期的元素而言,价层电子数可以大于8.例如，[SiF6]2-，PCl5和SF6中的中心原子价层电子数分别为12，10和12(超价化合物).对于氧分子的结构，第一种表示虽然符合路易斯结构式，但它不能表达氧分子显示的磁性，后两种表示方法对.有些物种的合理结构能写出不止一个.例如对NO3-离子而言，可以写出能量相同的三个式子（但3个式子都不代表NO3-离子的实际结构）

4、，此时鲍林的共振论此时应运而生.NOOO+NOOONOOO书写共振式时必须遵守以下两点：所有的极限式必须符合路易斯结构式。同一分子的极限式中原子排列顺序、未成对电子数、总电子数和电荷数必须相同。不同极限结构的稳定性可通过以下规则判断：极限结构的电荷越分散越稳定；负电荷处在电负性强原子上的极限结构更稳定，正电荷处在电负性弱原子上的极限结构更稳定；极限结构含有的共价键数目越多越稳定；正负电荷分离越远越不稳定，同号电荷越近越不稳定；键长、键角有改变的极限结构不稳定。极限结构对杂化体的贡献中，越稳定的极限结构对杂化体贡献越大，因此真

5、实分子的性质很大程度上依赖于贡献大的结构。此外，由等价极限结构构成的体系更加稳定。1931年鲍林创立的一种分子结构理论。当一个分子、离子或自由基的结构不能用路易斯结构式正确地描述时，可以用多个路易斯式表示，这些路易斯式称为共振结构。在共振结构之间用双箭头“←→”联系，以表示它们的共振关系。2.5用以判断共价分子几何形状的价层电子对互斥理论（VSEPR）1940年由西奇威克和鲍威尔提出的理论.它在预言多原子分子形状时取得的成功是令人惊奇的.●分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数目有关VP=BP+LP价层成键孤对●价层电

6、子对尽可能远离,以使斥力最小LP-LP>LP-BP>BP-BP●根据VP和LP的数目,可以推测出分子的空间构型（1）基本要点（2）分子形状的确定方法●首先先确定中心原子A的价层电子对数VP配体X:H和卤素每个原子各提供一个价电子，其它类似。正离子“-”电荷数,负离子“+”电荷数。例:SO42-的LP(S)=(6–4×2+2)=0LP=1/2∙[A的价电子数—与X成键的电子数±离子电荷数()]加负减正则VP=BP+LP=与中心原子成键的原子数+上面一算出的LP例：XeF22+(8-2×1)/2=5XeF44+(8-4×1)/2

7、=6XeOF45+(8-1×2-4×1)/2=6XeO2F24+(8-2×2-2×1)/2=5A的价电子数=主族序数●确定电子对的空间排布方式分子类型价层电子对数键角空间构型2直线型(180°)B—A—BAB2AB33平面三角形(120°)ABBBAB44正四面体(109°28’)BABBBAB55三角双锥(BaABa,180°)(BeABe,120°)(BeABa,90°BBBBBAAB66正八面体(90°,180°)ABBBBBBLP≠0分子的空间构型≠电子对的空间构型使价层电子对斥力最小孤对电子优先代替平伏位置上的原子

8、和相关键对电子第二对孤对电子优先代替第一对孤对电子反位的原子和相关键对电子例：ClF3分子的结构：ⅰCl原子的价层电子对数=(7+3)/2=5（对）ⅱ电子对的空间构型—三角双锥ⅲ确定ClF3分子的结构（可能有三种）a:T形b:三角锥c:平面三角形Cl‥‥‥‥‥FFFCl‥‥‥‥‥FFFCl