无机与分析化学 第二篇 物质结构基础 第九章 分子结构ppt课件.ppt

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1、第九章分子结构§9.2价键理论§9.6键参数§9.5分子轨道理论§9.4价层电子对互斥理论§9.1Lewis理论§9.3杂化轨道理论化学键：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。§9.1Lewis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::CN

2、N::OCO9.2.1共价键的形成和本质§9.2价键理论9.2.3共价键的键型9.2.2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。9.2.1共价键的形成和本质（1）当两个H原子的电子自旋方式相反，相互靠近时，两个1s原子轨道发生重叠（波函数相加），核间电子概率密度较大。两个H原子核被电子概率密度大的电子云吸引，系统能量降低。当核间距达到平衡距离时，系统能量达到最低点，称H2分子的基态。如果两个H原子核再靠近，原子核间斥力增大，使系统的能量升高，排斥作用将H原子推回平衡位置。（2）当两个H

3、原子电子自旋方式相同，相互靠近时，两个1s原子轨道发生重叠（波函数相减），核间电子概率密度减小。两个H原子核斥力增加，系统能量升高。H2分子处于不稳定状态，称为排斥态。•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.基本要点价键理论认为：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的电子用以成对；成键双方的原子轨道尽可能最大程度地重叠------最大重叠原理。共价键：分子中通过共用电子对连接的化学键。9.2.2价键理论的基本要点与共价键的特点共价键特点：①

4、饱和性:原子中必须有未成对的电子；要求成键的两个原子的未成对电子的自旋方式相反；每一个原子的一个未成对电子只能与另一个原子的未成对电子配对，形成一个共价单键，因此，一个原子有几个未成对的电子，便可与其它原子的几个自旋方式相反的未成对电子配对成键——共价键的饱和性：每个原子成键的总数是一定的。②方向性：指一个原子与周围原子形成共价键有一定的角度。共价键之所以具有方向性，与成键时要求原子轨道最大重叠有关。只有达到最大重叠，此时系统的能量最低，符合能量最低原理，形成的分子才稳定。1.σ键：原子轨道沿核间联线方向进行同号重叠(头碰头)。9.2.3共价键的键型2.π键

5、：两原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠(肩并肩)。σππ3.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：例如：N原子的外层电子构型为：2s22p3；N2分子以叁对共用电子对把两个N原子结合在一起。X轴：键；Y，Z轴：键单键是键；双键中有一个键，一个键；叁键中有一个键，两个键。2s2p键键键N2分子的叁键示意图价键理论的局限性：价键理论在阐明共价键的本质和共价键的特征方面获得了相当的成功。但在说明多原子分子的价键形成以及分子的几何构型时，遇到了困难。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

6、理论9.3.1杂化轨道的概念(1931,鲍林)杂化轨道理论的基本要点（1）某原子成键时，若干个能级相近的原子轨道有可能改变原有的状态，“混杂”起来并重新组合成一组利于成键的新轨道（称杂化轨道），这一过程称为原子轨道的杂化（简称杂化hybridization）。（2）同一原子中能级相近的n个原子轨道，组合后只能得到n个杂化轨道(hybridorbital)。（3）杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强，生成的分子更稳定。CH4的空间构型为正四面体。C：2s22p21.sp型杂化9.3.2杂化轨道的类型•sp3杂化键角为：109.5°sp3CH4形成时的sp3杂化

7、。四个sp3杂化轨道B：2s22p1•sp2杂化BF3的空间构型为平面三角形。键角为：120°sp2sp2杂化BF3形成时的sp2杂化。三个sp2杂化轨道•sp杂化BeCl2分子：直线形。spsp杂化BeCl2形成时的sp杂化。键角为：180°两个sp杂化轨道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。2.spd型杂化•sp3d杂化PCl5(g)的几何构型为三角双锥。sp3d杂化P：3s23p3sp3d•sp3d2杂化SF6的几何构型为八面体。sp3d2杂化S：3s23p4sp3d2杂化轨道与分子空间构型杂化轨道杂化轨道数目键

8、角分子几何构型实例spsp2sp3sp3dsp3d2