无机化学第6章 化学键和分子结构appt课件.ppt

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1、张颂培北京工商大学化工学院2008.09.01教学课件第6章分子结构1第6章主要内容原子之间的作用力——化学键分子中原子在空间的排列——分子构型分子之间的相互作用——分子间力作业：P195-4,7,8,1226.1离子键（IonicBond)一、离子键的定义：形成离子键的条件：一般认为，元素电负性相差大于1.7的典型的金属和非金属元素才能形成离子键，电负性相差越大，键的离子性越强。以离子键结合化合物称离子型化合物——离子晶体3离子键及其特点：定义：正负离子间的静电吸引力叫做离子键。特点：既没有方向

2、性，也不具饱和性。·····K·+:Cl·→K+[:Cl:]－····NaCl晶体（6配位）4二、离子的特征：1、离子的电荷2、离子的电子构型（1）负离子8e（2）正离子2e构型：Li+、Be2+8e构型：Na3+、Al3+、Sc3+、Ti4+9-17e：d区元素离子Fe2+(3s23p63d6)18e构型：ds区离子及p区重金属高价离子18+2构型：p区低氧化态金属离子，（6s2稳定性）Pb2+Bi3+56.2价键理论当两个H原子含有自旋相反的未成对电子，它们互相靠近时，两个原子轨道发

3、生重叠，两核间电子云密度相对增大，体系能量降低，低于两个孤立的H原子能量之和。这两个H原子相互结合形成稳定的共价键，此状态称为H2分子基态。当两个H原子含有自旋相同的未成对电子，它们互相靠近时，两个原子轨道不能发生重叠，两核间电子云密度相对减小（几乎为零），体系能量升高，高于两个孤立的H原子能量之和。这两个H原子不能成键，此状态称为H2分子推斥态。(Ψa-Ψb)2=Ψa2+Ψb2-2ΨaΨb(Ψa+Ψb)2=Ψa2+Ψb2+2ΨaΨb一、共价键的形成67H2分子基态中原子轨道发生重叠可由以下事实证

4、明：H2分子中核间平衡距离（此时体系的能量最低）为74pm，而H原子的Bohr半径为53pm，显然核间距离小于两个H原子半径之和。条件是成键的两个原子必须具备自旋相反的未成对电子。而且，两个原子轨道重叠得越多，所形成的共价键越牢固。结论：共价键的本质在于成键电子所在的原子轨道发生重叠。8二.价键（VB）理论的要点1.原子必须具备自旋相反的未成对电子，才能配对成键。一个原子有几个未成对电子，只能形成几个共价键，原子所能形成的共价键的数目受到其未成对电子数的限制。此即共价键的饱和性。2.(1)对称性匹

5、配条件(2)轨道最大重叠条件两个原子轨道从角度分布“凸出”的方向重叠，此即共价键的方向性。原子轨道同号重叠熟悉H2、HCl、Cl2、N2、H2O、SF6等分子的成键情况.思考：为什么稀有气体（如He）以单原子分子形式存在？与电子的运动具有波动性有关91011三.共价键的类型1.σ键重叠部分沿两核连线呈圆柱形对称.12重叠部分对通过两核连线的平面具有镜面反对称.2.π键1314N2分子的成键情况NN....N2s22p3N2s22p315键和键比较键原子轨道的重叠程度大，电子云在两原子核之间，

6、受原子核的控制能力大，不易流动，在一般的化学反应中不活泼。键原子轨道重叠程度小，电子云分布在键轴平面两侧，原子核对其控制力小。所以键电子的流动性大，易受外电场的影响，在化学反应中表现出较大的活泼性。在化合物中，原子之间首先形成键，然后尽可能多地形成键以使体系最稳定。所以，如果两原子形成共价单键，此键必为键，若是多键，则有一个键，其余为键.16CO....3配位键共用电子对由一个原子单独提供而形成的共价键。电子给予体：具备孤对电子电子接受体：具备空轨道C2s22p2O2s22p4pxp

7、yPz17四、共价键的参数（自学）键能键角键长定义、意义18五分子的空间构型(一)杂化轨道的理论1、基本要点（1）原子形成分子的过程中，为了增加原子轨道的成键能力，原子倾向于将能量相近的、类型不同的价电子轨道重新组合成一组新的轨道。这种原子轨道重新组合的过程称为杂化，杂化后的原子轨道称杂化轨道。（2）杂化轨道的数目等于杂化前原子轨道的数目。杂化轨道的总能量等于杂化前原子轨道的总能量。（3））为了减少轨道之间的斥力，杂化轨道在空间的分布采取最大的夹角。192、杂化轨道类型与分子的空间构型（1）sp杂

8、化与直线型分子sp杂化轨道是由1个s轨道和1个p轨道杂化形成的杂化轨道。1个s轨道和1个p轨道可形成2个sp杂化轨道，每个sp杂化轨道含有的s轨道成分和的p轨道成分，两个sp杂化轨道间的夹角为180，轨道在空间的伸展方向为直线型。2021Be:激发杂化2s2p2s2psp2psp—pBeCl2分子的形成成键22sp杂化轨道:BeF2的立体结构为线性激发杂化23（2）sp2杂化与平面三角形分子由1个s轨道和2个p轨道杂化可以产生3个等同的sp2杂化轨道，每个sp