第2章分子结构ppt课件.ppt

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1、第2章分子结构Chapter2MolecularStructure2.1化学键参数和分子性质2.4分子轨道理论简介2.3共价键理论2.2离子键2.5金属键和键性（型）过渡2.6分子间作用力和氢键1分子是物质能独立存在并保持其化学性质的最小微粒。在化学反应中，一种物质的分子可以转变为另一种物质的分子，而原子不发生改变。(1)分子中的化学键分子或晶体中相邻原子或离子之间强烈的相互作用称为化学键（离子键、共价键和金属键）(2)分子的空间构型分子中原子的空间排布及几何形状(几何构型）(3)分子之间的相互作用力分子之间

2、存在着一种较弱的相互作用力——分子间作用力和氢键。22.1化学键参数和分子的性质化学键的性质可以用一系列物理量来表征。例如：键能可以表征化学键的强弱（牢固度）；键长、键角可以表明分子的空间结构；键的极性可以表明成键原子间的电荷分布等。这些表征化学键性质的物理量叫化学键参数。2.1.1化学键参数3在标准状态（298.15K和100kPa）下，断开1mol理想气体AB，成为中性原子理想气体A，B时所需的能量，称为AB键的键能(bondenergy)。符号为EA—B，单位为kJ·mol-1。AB(g)→A(g)+B

3、(g)；EA—BCl2(g)→Cl(g)+Cl(g)；ECl—Cl=243kJ·mol-11.键能对于双原子分子来说，键能E就等于键解离能DEH—Cl=432kJ·mol-1=DH—Cl4在多原子分子中，断裂气态分子中的某一个键，形成两个“碎片”时所需要的能量叫做该键的解离能。对于多原子分子，键能和解离能是有区别的。NH3(g)→NH2(g)+H(g)D1=435.1kJ·mol－1NH2(g)→NH(g)+H(g)D2=397.5kJ·mol－1NH(g)→N(g)+H(g)D3=338.9kJ·mol－1

4、NH3(g)→N(g)+3H(g)D总=D1十D2十D3=1171.5kJ·mol－1EN—H=D总÷3=390.5kJ·mol－1因此，键能与键解离能是不同的概念，N—H键的键能就是NH3分子中三个N—H键解离能的平均值。5同样的键在不同的分子中键能也是有所差别的。H2O(g)→OH(g)+H(g)；D(HO—H)=500.8kJ·mol－1CH3OH(g)→CH3O(g)+H(g)；D(CH3O—H)=431kJ·mol－1这说明多原子分子中的键能不仅取决于成键原子本身的性质，也与分子中所存在的其他原子的

5、性质有关。值得注意的是：键能是表征化学键强度的重要参数。一般化学键的键能越大，表明键的强度就越大，键也就越牢固，分子则越稳定。6分子中两原子核间的平衡距离称为键长。例如，H2分子，l=74pm。2.键长键长数值代表了分子中成键原子间所处距离的远近，因此也是反映分子几何构型的重要参数之一。表2.1列出的数据可以看出，通常两个原子之间形成的化学键越多，键长就越短。例如，C—C键长>C==C键长>C≡C键长。键能和键长通常是相关联的，两个原子之间化学键的键长越短，键能就越大。78分子中键与键之间的夹角，称为键角。键

6、角和键长是反映分子空间构型的重要参数，它们均可通过实验测知。3.键角N:FFFC=CHHHHN:HHHP:HHHH9当两个成键原子的电负性相同时，核间的电子云密集区域在两核的中间位置，两个原子核正电荷所形成的正电荷重心和成键电子对的负电荷重心恰好重合，这样的化学键称为非极性键。4.键的极性当两个成键原子的电负性不同时，核间的电子云密集区域偏向电负性较大的原子一端，使之带部分负电荷，而电负性较小的原子一端则带部分正电荷，键的正电荷重心与负电荷重心不重合，这样的化学键称为极性键。10H―HΔ=2.1―2.1=0

7、非极性键H―IΔ=2.5―2.1=0.4H―BrΔ=2.8―2.1=0.7H―ClΔ=3.0―2.1=0.9H―FΔ=4.0―2.1=1.9Na+F―Δ=4.0―0.9=3.1离子键极性键Δx增大键的极性增强离子键是最强的极性键。一般，Δ≥1.9时，可以认为是离子键了。但是，H―F的Δ＝1.9，应为离子键，实际为共价键。（液态HF不导电）[离子极化]112.1.2分子的性质1.极性分子与非极性分子——分子有无极性取决于整个分子的正、负电荷中心是否重合。重合为非极性分子不重合为极性分子12q—正、

8、负电荷重心所带的电量d—正、负电荷中心的距离μ—偶极距，反映了分子中电荷分布不对称的程度。它是一个矢量，通常规定其方向由正电荷重心指向负电荷重心。单位为库仑·米(C·m)，通常用D(德拜)表示，1D＝3.334×10－30C·mμ值越大，分子的极性越大。μ=0表示电荷分布对称，为非极性分子。μ≠0表示电荷分布不对称，为极性分子。表2-3一些分子偶极矩分子的极性大小可以用偶极距μ来衡量：13双原子分子