第九章分子结构ppt课件.ppt

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1、第九章分子结构§9.1价键理论(valencebondtheory)-VB法§9.2价层电子对互斥理论§9.3分子轨道理论(molecularorbitaltheory)-MO法§9.4键参数化学键：分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。共价键理论：Lewis理论(1916年)价键理论(1927年,1930年)杂化轨道理论(1931年)价层电子对互斥理论(1940年)分子轨道理论(20世纪20年代末)化学键种类：共价键、离子键、金属键。§9.1价键理论共价键的本质与特点共价键的键型杂

2、化轨道§9.1Lewis理论电子配对理论——共用电子对成键。违背八隅体规则的例子：BF3,PCl5,SF6等。•Lewis结构式•八隅体规则H—HCl:Cl:Cl::Cl::CNN::OCO1.共价键的本质与特点1.1量子力学处理H2分子的结果Heitler和London在用量子力学处理H2分子形成过程中，得到H2分子能量E和核间距R的关系曲线。如图所示:Heitler和London用量子力学处理H2分子的形成过程，得到E—R关系曲线。9.2.1共价键的形成和本质0ORE74pmH2分子形成过程

3、能量随核间距变化示意图基态排斥态•价键理论继承了Lewis共用电子对的概念。•以量子力学为基础。•揭示了共价键的本质——原子轨道重叠，原子核间电子概率密度大吸引原子核而成键。1.2价键理论基本要点与共价键的特点价键理论(VB法):形成共价键时键合原子双方各提供自旋方式相反的未成对价电子用以成对。A、B两个原子各提供两个或三个未成对电子,且自旋方向相反,则A、B两个原子可形成双键或叁键。当A、B两个原子的电子配对后,不可能与第三个原子的电子配对成键。（饱和性）成键双方的原子轨道尽可能最大程度地重叠

4、。(角度性)共价键特点：饱和性：一个原子能有几个未成对的电子，便可与其他原子的几个自旋相反的未成对电子配对成键。方向性：两个原子间形成共价键时往往只能沿着一定的方向结合。即有一定的角度性。返回Ψ2增加Ψ2减少Ψ2不增加Ψ2不减少不成键1.基本要点：未成对价电子自旋方向相反；对称性一致，原子轨道最大程度重叠。2.特点：方向性饱和性总结1：价键理论的基本要点与共价键的特点Heitler和London用量子力学处理H2分子的形成过程，得到E—R关系曲线。总结2：共价键的形成和本质2.共价键的键型——根

5、据重叠方式不同，可有：σ键：头碰头，沿核间联线方向进行同号重叠。重叠部分沿键轴呈园柱型对称分布s—s轨道成键：s—p轨道成键：p—p轨道成键：π键：肩并肩，两原子轨道垂直核间联线，并且互相平行进行重叠。重叠部分呈镜面反对称分布（在镜面两边的波函数符号相反）σππσ和π键的性质：1．σ键形成时的能量最低，所以，比π键形成容易。一个双键形成时，先形成σ键，后形成π键。（顺序性）2．σ键的轨道重叠比π键重叠程度大，比π键牢固。π键较容易断开，化学性质活泼，一般与σ键共存于双、三键中。（稳定性）3．在主

6、量子数相同的原子轨道中，p轨道沿键轴方向重叠较s轨道大，故p-p键形成的σ键较s-s形成的σ键牢固。4.多重双键中只有一个σ键，其它的为π键。（类型）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。OC例：返回9.3.1杂化轨道的概念9.3.2杂化轨道的类型§9.3杂化轨道理论问题的提出：价键理论的优势（共价键的方向性、饱和性）分子构型解释问题多原子分子的结合3.杂化轨道(hybridorbital)理论要点:成健过程中,同一个原子中几个能量相近的不同类型原子轨道可进行线性组合重新分

7、配能量和确定空间方向,组成数目相等的新的原子轨道,此过程称杂化(hybridization),新轨道称杂化轨道.2.杂化轨道的角度波函数在某个方向的值比杂化前的大得多,更有利于轨道最大程度重叠.3.杂化轨道之间在空间取最大夹角分布,使相互间排斥能最小,形成的健较稳定.3.杂化轨道(hybridorbital)sp3杂化sp2杂化sp杂化不等性杂化(1)sp型杂化CH4:(sp3杂化)C:2pSP3杂化：参与杂化轨道的数目：1-S；3-P形成杂化轨道的数目：4四个杂化轨道组成形状：正四面体杂化轨道

8、形状：BF3:(sp2)杂化B:2pSP2杂化：参与杂化轨道的数目：1-S；2-P形成杂化轨道的数目：3杂化轨道组成形状：平面三角型BeCl2:(sp杂化)Be:SP杂化：参与杂化轨道的数目：1-S；1-P形成杂化轨道的数目：2杂化轨道组成形状：直线型s轨道p轨道sp杂化轨道sp杂化轨道在空间取向BeCl2分子用杂化轨道成键。sp型杂化轨道的夹角公式：式中：θ为杂化轨道之间的夹角，α为杂化轨道中含s轨道的成分。例如：BeCl2分子2.spd型杂化•sp3d杂化PCl5(g)的几何构型为三角双锥。