最新价键理论和分子轨道理论教学讲义ppt.ppt

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1、价键理论和分子轨道理论一.共价键的概念与路易斯结构式ConceptofthecovalentbondtheoryandLewisstructuralformula1.共价键的相关概念Conceptsofthecovalentbondtheory路易斯结构式Lewisstructuralformula1.共价键的相关概念G.N.Lewis在1916年假定化学键所涉及的每一对电子处于两个相邻原子之间为其共享，用A—B表示。双键和叁键相应于两对或三对共享电子。分子的稳定性是因为共享电子对服从“八隅律”(octetrule)。共享电子对——共价键共价单键

2、singlecovalentbond共价双键doublecovalentbond共价叁价triplecovalentbondLewis结构式完成与中心原子键合的原子的８电子结构(H只有２个电子)将剩余电子放置在中心原子上，即使中心原子的电子数目大于８如果电子的数目不足以使中心原子具有８电子结构，则考虑双键或三键Lewis结构式形式电荷是以“纯共价”概念为基础而得到的一个参数。相对于净电荷，每个原子具有A-B结构的双原子具有A=B-C结构的双原子形式电荷=（母体原子的价电子数）–（孤对电子的数目）–（1/2×共享电子的数目）写出NO+离子的路易斯结

3、构式NO+离子只可能有一种排布方式，见下图最左边一个：NO+离子中价电子总数等于10，扣除1个单键的2个电子，余下的8个电子无论按上图中第二个那样以孤对方式分配给两个原子，还是按上图中第三或第四个那样将N－O单键改为双键，都不能使两个原子同时满足八隅律的要求。这一要求只有将单键改为叁键才能满足。NONO++NO+NO+NOSolution各原子共提供3+4×7=31个价电子；离子的一价负电荷表明还应加一个电子。因此必须在5个原子周围画上16对电子的32个圆点。负电荷属于整个离子而不是个别原子！写出BF4-离子的Lewis结构FBFFFFBFFFS

4、olution经典Lewis学说的成功与困惑Lewis学说以共享电子对的方式成功地解决了双原子分子的成键问题。Lewis结构未能阐明共价键的本质和特性：不能说明为何共用电子对就能使两个原子牢固结合。八隅体结构能较好地适用于第二周期元素的原子，而其它周期元素的原子并不完全遵守此规则。不能解释某些分子的一些性质。（O2分子的顺磁性）经典Lewis学说的困惑不符合８电子规则的情况很多：1.具有奇数电子的分子2.不足８个价电子的原子组成的分子3.原子的价电子数目多于８个的分子。经典Lewis学说的困惑价电子数＝11价电子数＝17价电子数＝奇数经典Lewi

5、s学说的困惑中心原子价电子数＜８经典Lewis学说的困惑中心原子价电子数＞８P:(Ne)3s23p33d0Numberofvalenceelectrons=5+(5x7)=40S:(Ne)3s23p43d0Numberofvalenceelectrons=6+(4x7)=34二.用以判断共价分子几何形状的价层电子对互斥理论●分子或离子的空间构型与中心原子的价层电子对数目有关VP=BP+LP价层成键孤对●价层电子对尽可能远离,以使斥力最小LP-LP>LP-BP>BP-BP●根据VP和LP的数目,可以推测出分子的空间构型1.基本要点2.分子形状的确定

6、方法例：XeF22+(8-2×1)/2=5XeF44+(8-4×1)/2=6XeOF45+(8-1×2-4×1)/2=6XeO2F24+(8-2×2-2×1)/2=5●首先先确定中心原子A的价层电子对数VPVP=BP+LP=与中心原子成键的原子数+（中心原子价电子数-配位原子未成对电子数之和)23.确定电子对的空间排布方式通式共用电子对原子A在原子B周围的排列方式（理想的BAB键角）结构中心原子上不含孤对电子的共价分子的几何形状2直线(180°)AB2AB33平面三角形(120°)AB44正四面体(109°28’)AB55三角双锥(BaABa,1

7、80°)(BeABe,120°)(BeABa,90°)Ba–轴向B原子，Be—平伏B原子AB66正八面体(90°,180°)●确定孤对电子数和分子空间构型LP=0分子的空间构型=电子对的空间构型BeH2BF3CH4PC15SF6VP=2LP=0VP=3LP=0VP=4LP=0VP=5LP=0VP=6LP=0总电子电子对成键未成对分子构型实例对数理想构型电子对电子对22033021LP≠0分子的空间构型总电子电子对成键未成对分子构型实例对数理想构型电子对电子对4403122总电子电子对成键未成对分子构型实例对数理想构型电子对电子对550413223

8、孤对电子优先代替平伏位置上的原子和相关键对电子总电子电子对成键未成对分子构型实例对数理想构型电子对电子对6605142第二对孤对电子优先