第六章分子结构ppt课件.ppt

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1、第六章分子的结构与性质16.2价键理论1927年Heitler和London运用量子力学原理近似处理由两个H原子所组成的体系，当两个H原子相互靠近时，基态若两个氢原子中电子的自旋方向相反，原子轨道能重叠，两核间电子云密度增加，使体系的能量降低，形成共价键。排斥态若两个氢原子中电子自旋方向相同，原子轨道不能重叠，两核间电子云密度减少，体系能量升高，不能形成共价键。E/(kJ·mol-1)74pm0R↑H2排斥态↑↓H2基态↑2H2中的化学键可以认为是电子自旋相反成对,使体系的能量降低.从电子云角度考虑,可认为H的1s轨道在两核间重叠,使电子在两核间出现的几

2、率变大,形成负电区,两核吸引核间负电区,使H结合在一起。原子轨道不重叠原子轨道重叠3共价键的本质：原子相互接近时，由于原子轨道的重叠，原子间通过共用自旋方向相反的电子对使体系能量降低，由此形成共价键。4共价键形成的原理电子配对原理：自旋方向相反的单电子可配对形成共价建；H2：H1s1+H1s1→H-HHCl：H1s1+Cl3s23p5→H-ClN2：N2s22p3+N2s22p3→NN5(2)原子轨道最大重叠原理：重叠越多，形成的共价建越牢固。关于原子轨道的重叠正重叠：原子轨道的角度部分同号重叠。负重叠：原子轨道的角度部分异号重叠；或一部分同号一部分异号

3、重叠，是无效重叠。6原子轨道角度分布图++_+_+___++__++__++++szxpzzxpxzxxypyzzzyyxxxxydxzdyzdxy--++7s和px轨道的重叠方式++-x++-x++x-84.共价建的类型由于成键原子轨道的重叠方式不同，从而形成两类不同类型的共价键。（1）σ键：两原子轨道沿键轴方向进行同号重叠，所形成的键。俗称“头碰头”。9s-s重叠：形成键s-p重叠：形成键p-p重叠：形成键++++--++-沿键轴方向以“头碰头”重叠。最大重叠。重叠部分绕键轴旋转180度，形状和符号不变。成键电子云密集在两原子之间，键较强。共

4、价单键均为键。键两原子核连线10（2）π键：两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧平行同号重叠，所形成的键。俗称“肩并肩”。11“肩并肩”重叠，为非最大重叠重叠部分绕键轴旋转180度，形状相同但符号改变。键电子云流动性较大，能量较高，较易断裂。在共价双键或三键中，有一个为键，其余为键。p-p重叠：形成键++键--+-12键的形成N2分子的成键过程键的形成13举例：单键：键（H2O）双键：键＋键(O2)叁键：键＋2个键(N2)问题：有无He2分子存在，试用现代价键理论解释。14（3）配位键：共用电子对由成键原子中的一方单独提供形成的化

5、学键。CO:一个键，一个键,一个配位键C:1s22s22px12py12pz0O:1s22s22px12py12pz2COpp2s22p22s22p4CO156.3杂化轨道理论问题：6C核外电子排布：2s22px12py12pz02.有几个单电子？3.形成共价键时可以和几个单电子配对？4.和H形成C-H化合物，应该形成CH2，但实际上是形成了CH4，怎样解释？16激发sp3杂化成键2s22p22s12px12py12pz1sp3C2s22p2H1s1杂化轨道理论解释CH4的形成17(1)成键时，原子中能量相近

6、的原子轨道可以相互混合，重新组成新的原子轨道（杂化轨道）。(2)形成杂化轨道的数目等于参加杂化的原子轨道数目。(3)杂化轨道空间伸展方向会改变，轨道有更强的方向性和更强的成键能力。(4)不同的杂化方式导致杂化轨道的空间分布不同，由此决定了分子的空间几何构型不同。杂化轨道理论要点18（1）sp3杂化sp3杂化分为等性sp3杂化及不等性sp3杂化等性sp3杂化：组成：s成份1/4，p成份3/4形状：一头大一头小空间伸展方向：四个杂化轨道呈正四面体,夹角109.5°实例CCl4CHCl3SiCl4SO42-ClO4-金刚石19不等性sp3杂化：杂化轨道上有孤对

7、电子NH3三角锥形键角107.5H1s1N2s22px12py12pz1H2OⅤ形键角104.5°H1s1O2s22px22py12pz120(2)sp2杂化：一个s轨道和二个p轨道杂化，产生三个等同的sp2杂化轨道，sp2杂化轨道间夹角120º，呈平面三角形，未参与杂化的p轨道垂直与杂化轨道所处三角形平面。激发sp2杂化成键2s22p12s12px12py12pz0sp22pz2pzBF321sp2杂化轨道组成：s成份1/3，p成份2/形状：一头大一头小空间伸展方向：三条杂化轨道呈三角形分布，互成120°角实例BBr3、

8、苯、石墨、CO32-、NO3-22(3)sp杂化一个s轨道、一个p轨道杂化，形成