化学键与分子结构ppt课件.ppt

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1、5.2化学键与分子结构5.2.1离子键理论5.2.2价键理论5.2.3杂化轨道理论5.2.4价层电子对互斥理论(不讲)5.2.5金属键理论5.2.6分子间作用力及氢键5.2.1离子键理论离子键:由正、负离子间通过静电作用而形成的化学键特点:无饱和性和方向性(空间允许即可)离子晶体---由正负离子通过离子键结合形成的晶体离子键的离子性与元素的电负性差有关5.2.1离子键理论晶格能:1mol离子晶体离解成气态自由正、负离子过程所吸收的能量,衡量离子键的强度:晶格能大,离子化合物稳定,熔点高,硬度大电荷高,半径小,晶格能大.如:晶格能CaCl2KClRbCl5.2.2价键理论

2、☆共价键:同种非金属元素或者两种电负性差值较小的元素通过共用电子对形成的化学键价键理论要点:1)电子配对原理,饱和性:两原子各有一个未成对电子且自旋相反时,可互相配对形成共价键,例:Cl-Cl单键,H-O-H,O=O双键,N≡N叁键5.2.2价键理论2)原子轨道最大重叠原理,方向性:成键原子轨道尽可能最大重叠.重叠多→体系能量低→共价键稳定.A)必须按一定的方向,原子轨道才能最大重叠→共价键具有方向性B)原子轨道相互重叠时,必须考虑波函数的正、负号,只有同号轨道才能实现有效重叠5.2.2价键理论共价键类型:键、键和键1)键:沿着键轴(成键两原子核间的连线)方向重叠,

3、“头碰头”方式ssspxpxpx5.2.2价键理论2)键:垂直于键轴方向重叠,“肩并肩”方式.大键,如苯环中的6中心6电子大键665.2.2价键理论单键一般是σ键,在双键和叁键中,除σ键外,还有π键.如,N≡N,H2C=CH2π键没有σ键牢固,容易断裂,不能单独存在5.2.2价键理论3)键:原子轨道以“面对面”方式重叠成键5.2.2价键理论共价键参数:键能、键长、键角、键级和键极性①键能:标准态及298Ｋ,1mol理想气体AB拆开,成为理想气体A和B过程的焓变.实质上是AB键的离解能.反映键的强度,键能越大,键越牢固.例:NH3(g)=NH2(g)+H(g)

4、D1=427kJ·mol-1NH2(g)=NH(g)+H(g)D2=375kJ·mol-1NH(g)=NH(g)+H(g)D2=356kJ·mol-1EN-H=(D1+D2+D3)/3=1158/3=386kJ·mol-15.2.2价键理论②键长:成键两原子核间的平衡距离③键角:同一原子参与形成的两个键之间的夹角,反映分子空间结构.如H2O中O-H-O键角是104.5,为V形分子④键级:成键两原子间键的数目.如H2中H-H键的键级是1；N2中NN键的键级是3.键级反映键的强度,键级越高,键越牢固5.2.2价键理论⑤键极性:反映共用电子对的偏移非极性键,如H2、O2、N2

5、、F2、Cl2等极性键,如HF、HCl、H2O、NH3、NO、CO、CO2、CH4等成键元素电负性差越大,正、负电荷中心偏离程度越高,共价键极性越大5.2.2价键理论分子的极性和偶极矩1)极性分子和非极性分子:根据分子内部正负电荷分布情况,把分子分成两类非极性分子:正、负电荷中心重合极性分子:不重合组成分子的化学键都是非极性键,分子是非极性分子,例:H2、O2、N2、F25.2.2价键理论双原子分子,键有极性,分子就有极性,例:HF、HCl、NO、CO组成分子的化学键是极性键,分子构型不对称---极性分子,例:H2O、NH3;分子构型对称---非极性分子,例:CO2、CH4

6、2)分子的极性常用偶极矩表示.值越大,分子的极性越大,值为零的分子为非极性分子,=ql5.2.3杂化轨道理论☆☆解释多原子分子的空间结构及形成过程,以价键理论为基础,要点:1)原子轨道在成键时,参与成键的几个轨道重新组合成数目相同的等价(简并)轨道,这个过程称“杂化”如:5.2.3杂化轨道理论2)只有能量相近的轨道才能进行杂化;杂化后的各个轨道成分、形状和能量完全一样,但方向不同,并因此决定了所形成分子的空间几何构型sp杂化sp2杂化sp3杂化5.2.3杂化轨道理论3)杂化前、后轨道总数目不变;杂化轨道只能以“头碰头”方式形成σ键例:CH4(sp3-1s),BF3

7、(sp2-2p),BeCl2(sp-3p)5.2.3杂化轨道理论例(1)HgCl2分子－sp杂化HgCl2为直线形分子.汞原子最外层电子分布式为6s2,杂化轨道理论认为,在形成HgCl2时,Hg原子参与成键的轨道6s轨道和6p轨道“混合”起来重新组成的2个成一直线的新的轨道[见图]成键时,中心原子中能级相近的轨道打乱“混合”重新组成新轨道的过程叫做轨道杂化,所形成的新轨道叫做杂化轨道.由1个s轨道与1个p轨道“混合”组成的杂化轨道称为sp杂化轨道5.2.3杂化轨道理论汞原子以2个sp杂化轨道分别和2个氯原子的3p轨