sirlee化学键理论与分子结构ppt课件.ppt

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1、化学键理论与分子结构化学键（Chemicalband）是指分子或晶体中相邻两个或多个原子或离子之间的强烈作用力。根据作用力性质的不同，化学键可分为离子键、共价键和金属键等基本类型。不同的分子或晶体具有不同的化学组成和不同的化学键结合方式，因而具有不同的微观结构和不同的化学性质。一、离子键1．离子键的形成1916年，德国化学家柯塞尔（W.Kossel）提出了离子键理论，解释电负性差别较大的元素间所形成的化学键。离子键形成过程的能量曲线当带有相反电荷的离子彼此接近时,通过静电吸引，逐渐靠近，并使体系的总能量不断降低。但当两个

2、或多个异性离子彼此相吸达到很近的距离时，正负离子的电子云之间，以及它们的原子核之间的斥力将随着核间距的缩小而迅速变大，并使整个体系的能量也迅速增大。当原子核间的距离达到某一个特定值时，正负离子间的引力和斥力达到平衡，体系的总能量降至最低。此时体系处于相对稳定状态，正负离子间形成一种稳定牢固的结合，即形成了化学键。这种由正负离子间的静电引力形成的化学键称为离子键。通过离子键形成的化合物或晶体，称为离子化合物或离子晶体。2．离子键的特征(1)无方向性由于离子电荷的分布可看作是球形对称的，在各个方向上的静电效应是等同的。(2)

3、无饱和性同一个离子可以和不同数目的异性电荷离子结合，只要离子周围的空间允许，每一离子尽可能多地吸引异号电荷离子，因此，离子键无饱和性。但不应误解为一种离子周围所配位的异性电荷离子的数目是任意的。恰恰相反，晶体中每种离子都有一定的配位数，它主要取决于相互作用的离子的相对大小，并使得异性离子间的吸引力应大于同性离子间的排斥力。3．影响离子键强弱的主要因素(1)离子半径，离子电荷与离子势Z/r离子半径r是指离子在晶体中的接触半径。把晶体中的正、负离子看作是相互接触的两个球，两个原子核之间的平均距离——核间距d，即为正、负离子半

4、径之间之和，即离子半径的测算示意图元素的离子半径周期性变化规律与原子半径的变化规律大致相同：同一主族各元素的电荷数相同的离子，离子半径随电子层数的增加而增大。如；。同一周期各元素的离子，当电子构型相同时，随离子电荷数的增加，阳离子半径减小，阴离子半径增大。如，。而阴离子半径总比同周期元素的阳离子半径大。同一元素的高价阳离子总比低价阳离子小。离子电荷Z是指离子所带的电荷。按照物理原理，离子电荷（绝对值）越大，其静电作用越强。而当所带电荷相同时，离子半径越小，其静电作用越强。对于同种构型的离子晶体，离子电荷越大，半径越小，正

5、负离子间引力越大，晶格能越大，化合物的熔点、沸点一般越高。通常用离子势Z/r来表示Z及r对离子静电作用的综合影响。离子势越大，则对异号离子的静电作用愈强，生成的离子键愈牢固。(2)离子的电子构型，特别是其价层电子构型事实表明，离子的电子构型亦将影响到离子静电作用的大小，特别是当离子的离子势（Z/r）大小差不多时，离子的电子构型将是决定形成的离子键强弱的主要因素。通常，原子得到电子形成负离子时电子将填充在最外层轨道上，形成稀有气体的电子层结构；而原子失去电子形成正离子时，先失去最外层的电子。负离子的电子层构型，与稀有气体的

6、电子层构型相同。例如，Cl－：3s23p6；O2－：2s22p6。正离子的电子层构型，既有与稀有气体相同的电子层构型，也还有其他多种构型。根据离子的外层电子结构中的电子总数，可分为2电子型、8电子型、18电子型、18+2电子型和9～17不饱和电子型等五种离子电子构型：①2电子构型：1s2。如Li＋，Be2＋。②8电子构型：ns2np6。如Na+、Mg2+、Al3+、Sc3+、Ti4+等。③9～17电子构型：ns2np6nd1-9。如Mn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+等d区元素的离子。(这些离子相应的原子结构

7、为：ns2np6nd1-10(n+1)s1-2，失去最外层的s电子及部分次外层nd电子成离子）④18电子型：ns2np6nd10。如Cu+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等ds区元素的离子及Sn4+、Pb4+等p区高氧化态金属正离子。⑤（18+2）电子型(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2。如Sn2+、Pb2+、Sb3+、Bi3+等p区低氧化态金属正离子。二、共价键1．共价键理论的发展历史或用短线“-”表示共用电子对：H—HCl—ClH—ClN≡N这种原子间靠共用电子对结合起来的化学键叫做共价键（co

8、valentbond）。通过共价键形成的化合物叫共价化合物（covalentcompound）。1927年，英国物理学家海特勒（W.Heitler）和德国物理学家伦敦（F.London）首次用量子力学方法处理氢分子结构，在现代量子力学的基础上说明了共价键的本质，进而发展成现代化学键理论。用量子力学方法处理分子体系的薛