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文檔簡介
1、第二章 化學鍵理論與人生哲理2.1 離子鍵理論化學與人生第二章 化學鍵理論與人生哲理2.1 離子鍵理論化學與人生化學鍵人的物質結構層次關系人8大系統(tǒng)88個器官60萬億細胞大分子原子化學鍵人的物質結構層次關系人8大88個60萬億細胞大分子原化學鍵各物質結構層次與化學鍵和分子間力的關系原子類型晶體2HO共價鍵H2O分子分子間力H2O(l)分子間力H2O(s)分子晶體NaClNa+離子Cl-離子離子鍵Na+Cl-(s)離子鍵NaCl離子晶體C共價鍵C(金剛石)共價鍵原子晶體Na金屬鍵Na(s)金屬鍵金屬晶體化學鍵各物質結構層次與化學鍵和分子間力的關系原子類型晶體2H化學鍵理論離子鍵:Na+Cl-,C
2、a2+O2-共價健:H-H,H-Cl NN,H3C-CH3 H2C=CH2,HCCH金屬鍵: Na,Mg,Al,K Ca,F(xiàn)e,Cu化學鍵理論離子鍵:Na+Cl-,Ca2+O2-2.1 離子鍵理論德國Kossel提出“離子鍵理論”。Na e Na+ 3s1 3s0F + e F-2s22p5 2s22p6Na+F-(靜電引力)離子化合物2.1 離子鍵理論德國Kossel提出“離子鍵理論”。Na離子鍵理論一、“離子鍵”定義由正、負離子依靠靜電引力結合的化學鍵。二、離子鍵特點(一)無方向性;(二)不飽和性配位數(shù):一個離子周圍最緊密相鄰的異號離子的數(shù)目,稱為“配位數(shù)”主要取決于離子半徑比r+/r-例
3、:NaCl晶體 Na配位數(shù)6 Cl配位數(shù)6離子鍵理論一、“離子鍵”定義由正、負離子依靠靜電引力結合離子的特征(一)沒有方向性(二)沒有飽和性(三)離子鍵的離子性與元素電負性有關離子性吸引外電子能力共價性形成共用電子對的能力離子的特征(一)沒有方向性離子性吸引外電子能力3、離子鍵的強度離子鍵的強度用晶格能(Lattice Energy,U)表示.(通常不用“鍵能”表示)。U,離子鍵強度晶格能互相遠離的氣態(tài)正、負離子結合生成1mol離子晶體的過程所釋放的能量的絕對值。例:NaCl晶格能U(NaCl) = -rHm= + 776kJ.mol-13、離子鍵的強度離子鍵的強度晶格能互相遠離的氣態(tài)正、負離
4、3、離子鍵的強度離子鍵:相互之間的吸引力越大,結合越緊密、越穩(wěn)定。只有用知識和真誠壯大自己,增強吸引力,才能找到知己。離子晶體3、離子鍵的強度離子鍵:相互之間的吸引力越大,結合越緊密、謝謝大家!謝謝大家!化學鍵理論與人生哲理化學與人生2.2 化學鍵參數(shù)與分子極性化學鍵理論與人生哲理化學與人生2.2 化學鍵參數(shù)與分子極性6化學鍵參數(shù)鍵能鍵長鍵角鍵的極性分子的極性6化學鍵參數(shù)鍵能化學鍵參數(shù)(一)鍵能 (Bond Energy, B.E.) 在標準狀態(tài)及在298 K ,把 1 mol 理想氣體AB拆開,成為理想氣態(tài)原子A和B過程的焓變,稱為AB鍵的鍵能。(又稱 AB鍵的離解能)AB(g) A(g)
5、+ B(g) B.E. = rHm (298 K)鍵能,鍵強度化學鍵參數(shù)(一)鍵能 (Bond Energy, B.E.)(二)鍵長(Bond Length) 即分子內成鍵兩原子核之間的平衡距離。分 子H3C-CH3 H2CCH2 HCCH C-C鍵能/kJmol-1 鍵級 鍵長/pm 376 720 964 123154 135 121鍵能鍵級鍵長同一種原子間的共價鍵:(二)鍵長(Bond Length)分 子H3C-CH3鍵能,鍵長鍵能與鍵長關系:分子模型 Lewis結構O=OHOOHNNHNNH H H鍵能/kJmol-1 鍵長/pm 498213121148945275110145鍵長
6、:人與人之間也存在鍵長,鍵長越長,鍵能越小,穩(wěn)定性差。鍵能,鍵長鍵能與鍵長關系: Lewis結構O=OHO鍵能與鍵長關系(續(xù)):鍵能,鍵長共價鍵鍵長/pm 鍵能/kJmol-1 共價鍵鍵長/pm 鍵能/kJmol-1 H H74436C O143360H C110414C=O120736H N100389C Cl178339N N145163N=N123418NN110946N O136222N=O120590O O145142O=O121498F F143159Cl Cl199243Br Br228193 I I266151H O97464H S132368H F92565H Cl12743
7、1H Br141364H I161297C C154347C=C134611CC120837C N147305C=N128615CN116891N N145163N=N123418NN110946F F143159Cl Cl199243Br Br228193 I I266151鍵能與鍵長關系(續(xù)):鍵能,鍵長共價鍵鍵長/pm 鍵能(三)鍵角(Bond angle) 即分子內有共用原子的兩個化學鍵之間的夾角。例: CO2 O=C=O H2O鍵角=104.5NH3鍵角=107 CH4 鍵角=10928 鍵角=180(三)鍵角(Bond angle)H2ONH3CH4 鍵角(四)鍵的極性若化學鍵的正
8、、負電荷重心重合,稱為“非極性鍵”否則稱為“極性鍵” = 0 H HCl ClN N 0 O=C =O H ClH O HH C H3 極性鍵非極性鍵 極性:人與人之間非極性少;而極性較多。我們要學會揚長避短(四)鍵的極性若化學鍵的正、負電荷重心重合,稱為“非極性鍵”(五)分子的極性1、分子的極性 分子的正、負電荷重心重合非極性分子:H-H , Cl-Cl, N N 分子的正、負電荷重心不重合極性分子:+H Cl-(五)分子的極性1、分子的極性分子的正、負電荷重心不重合2、分子極性大小分子的極性大小用“偶極矩”來衡量。偶極矩(,單位:德拜)是矢量。 d 正、負電荷重心之間的距離(m) q 偶極
9、上電荷量C(coulomb)1個電子電荷 = 1.6010-19 C,d 常為10-12 m ,即pm級,故常為10-30Cm數(shù)量級。 偶極矩方向: + - +H Cl-常見的有機分子的的在13D范圍人生理想,如偶極矩,也是矢量,既有大小也有理想。有志者,事竟成。分子偶極矩分子偶極矩分子偶極矩H20CH40HF1.75O20CCl40H2O1.84N20CO20NH31.46Cl20HCCH0ClH3Cl1.94Br20BF30分子的偶極矩 / D(既有大小又有方向)H20O20N20Cl20Br20CH40CCl40CO20HCCH0BF30HF1.75H2O1.84NH31.46ClH3C
10、l1.94 = q d 2、分子極性大小 d 正、負電荷重心之間的距離(m)3.分子的偶極矩與鍵偶極矩的關系(1)雙原子分子 分子偶極矩 鍵偶極矩一致。 非極性鍵非極性分子: H-H , Cl-Cl, NN 極性鍵極性分子: H-F , H-Cl , H-Br 非極性鍵電子云高度對稱非極性分子極性鍵電子云不對稱極性分子3.分子的偶極矩與鍵偶極矩的關系(1)雙原子分子非極性鍵電(2)多原子分子分子極性由鍵極性和分子幾何形狀2個因素決定。3.分子的偶極矩與鍵偶極矩的關系CO2 O=C=O極性鍵,非極性分子正、負電荷重心重疊,d = 0 = 0例: H2O O 極性鍵,極性分子 / H H 分子 =
11、 ( 鍵 + 孤對) (矢量加和) (2)多原子分子3.分子的偶極矩與鍵偶極矩的關系CO2 4、分子的偶極矩H-H , Cl-Cl, N N 非極性分子Nonpolar非極性分子Nonpolar極性分子polar雙原子分子: 分子偶極矩與鍵偶極矩一致。多原子分子: 鍵偶極矩和孤對電子偶極矩矢量加和。CCl4BF3CCl3HHClNH34、分子的偶極矩H-H , Cl-Cl, N N 非極性5、相似相溶原理相似相溶原理:“相似”是指溶質與溶劑在結構上相似 “相溶”是指溶質與溶劑彼此互溶。相似相溶原理:極性分子易溶于極性分子中 非極性分子易溶于非極性分子中人與人相處,也滿足相似相溶原理。如:趣味相
12、投。臭味相投。人以群分物以類聚。5、相似相溶原理相似相溶原理:“相似”是指溶質與溶劑在結構上【小結】鍵參數(shù)與極性鍵能,又稱離解能鍵長:分子內成鍵兩原子核之間的平衡距離。鍵角:分子內共用原子的兩個化學鍵之間的夾角。鍵的極性:化學鍵的正、負電荷重心重合,則非極性鍵;不重合則為極性鍵。分子的極性:偶極矩: = q d 相似相溶原理:極性分子易溶于極性分子中,非極性分子易溶于非極性分子中?!拘〗Y】鍵參數(shù)與極性謝謝大家!謝謝大家!2.3 現(xiàn)代價鍵理論化學與人生2020年2月化學鍵理論與人生哲理2.3 現(xiàn)代價鍵理論化學與人生2020年2月化學鍵理論與人生現(xiàn)代價鍵理論經典的Lewis價鍵學說現(xiàn)代價健理論共價
13、鍵本質 特征 類型現(xiàn)代價鍵理論經典的Lewis價鍵學說1、經典的Lewis價鍵學說路易斯價健理論:原子間通過共用電子對形成最外層8電子的穩(wěn)定結構(ns2 np6)(H除外),故又稱八隅體理論1916年路易斯提出了共價學說,建立了經典的共價鍵理論。適用于絕大多數(shù)主族元素的共價化合物和含共價鍵的離子。路易斯結構式的表示:短線表示共價鍵小黑點表示未形成共價鍵的電子(非鍵合電子),也可省去這些小黑點。吉爾伯特路易斯Gilbert N. Lewis美國物理化學家路易斯結構式1、經典的Lewis價鍵學說路易斯價健理論:原子間通過共用電2、現(xiàn)代價健理論(Valence Bond Theory, VB) 19
14、27年,德國物理學家海特勒W.Heitler和菲列茲倫敦F.London首先把量子力學用于研究H2分子結構。后1930年由美國L.Pauling發(fā)展,提出雜化軌道法,建立現(xiàn)代價鍵理論。海特勒 Walter Heitler (19041981) 德國物理學家菲列茲倫敦FritzLondon1900-1954德國物理學家2、現(xiàn)代價健理論(Valence Bond Theory, 3.1 共價鍵的本質共價鍵的本質兩原子互相接近時,由于原子軌道重疊,兩原子共用自旋相反的電子對,使體系能量降低,而形成化學鍵(共價健)。3、共價健理論共價鍵就好比兩個人之間,依靠共同愛好、共同目標成為了好朋友。共價鍵理論有
15、福共享有難共當,才是患難朋友3.1 共價鍵的本質共價鍵的本質兩原子互相接近時,由于原-436能量(KJ/mol) 0H-H 核距離 F引力=F斥力距離10平衡距離F引力0F斥力0 F引力F斥力 F引力F斥力電子云最大重疊 解決矛盾的最佳方法:尋找雙方的平衡點,才能和平共處。H2 排斥態(tài)H2 基態(tài) 在平衡距離R0處形成穩(wěn)定的H2分子Heitler和London用量子力學方法處理2個H原子形成H2分子過程,得到H2能量隨H-H核間距變化的圖象。74 pm-436能量(KJ/mol) 0H-H 核距離 F-436能量(KJ/mol) 0H-H 核距離 F引力=F斥力距離10R0F引力0F斥力0 F引
16、力F斥力 F引力F斥力電子云最大重疊 解決矛盾的最佳方法:尋找雙方的平衡點,才能和平共處。H2 排斥態(tài)H2 基態(tài) 在平衡距離R0處形成穩(wěn)定的H2分子Heitler和London用量子力學方法處理2個H原子形成H2分子過程,得到H2能量隨H-H核間距變化的圖象。74 pmR0-436能量(KJ/mol) 0H-H 核距離 F (1)兩個原子各提供自旋方向相反的未成對電子,進行配對形成共價鍵。 (2)電子配對時,兩個原子的原子軌道盡可能最大程度地重疊(原子軌道的最大重疊原理)。3.2 現(xiàn)代價鍵理論的基本要點3、共價健理論高E低 最大重疊原理:團隊或家庭的事業(yè)軌道也要滿足最大重疊原理。 (1)兩個原
17、子各提供自旋方向相反的未成對電子,進行配3.2 共價鍵特點1. 飽和性 因為每個原子的價軌道數(shù)目和未成對電子數(shù)目都是一定的。n 價 軌 道 數(shù) 最大成鍵數(shù)2 4(2s,2px,2py,2pz) 43 9 (3s, 3px, 3py, 3pz, 3dz2, 3dx2-y2, 3dxy, 3dxz, 3dyz) 6 (受空間因素限制)PCl5、SF6 共價鍵的飽和性:人的精力、時間、金錢都是有限的、一定的,因此我們要最大限度的利用好自己的時間。3.2 共價鍵特點1. 飽和性n 價2. 方向性除s 軌道(角度部分為球形)外,p 、 d、f 原子軌道在空間只有沿著一定的方向與別的原子軌道重疊,才會產生
18、“最大重疊”;兩軌道重疊面積,電子在兩核間出現(xiàn)的幾率密度,共價鍵強度例:HCl分子的形成 鍵3.2 共價鍵特點p 軌道s 軌道S-p 鍵 共價鍵的方向性:人的目標、理想也是有方向的,這個方向必須要與黨和國家的大政方針政策保持一致才能最大限度的為社會做貢獻,自己才能更幸福、更穩(wěn)定。2. 方向性3.2 共價鍵特點p 軌道s 軌道S-p 3.3 共價鍵的類型 按成鍵方式劃分: 鍵頭碰頭 鍵肩并肩 鍵面對面3.3 共價鍵的類型 按成鍵方式劃分: 鍵頭碰頭 鍵肩(1). 鍵(頭碰頭) 原子軌道以“頭碰頭”(head to head) 方式成鍵 ,軌道重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對稱。形成鍵的電子叫電子。 3.
19、3 共價鍵的類型(1). 鍵(頭碰頭) 原子軌道以“頭碰頭”(hea(2) 鍵:“肩并肩” 原子軌道以“肩并肩”(side by side) 方式重疊成鍵。 成鍵軌道反鍵軌道(2) 鍵:“肩并肩”成鍵軌道反鍵軌道N 2s2 2px1 2py1 2pz1 | | | N 2s2 2px1 2py1 2pz1例: N2 的三重鍵的形成鍵鍵鍵: N N : 含1 + 2| | | N 2s2 2px1 2py1 2pz1 例: N2 的三N2(g) : N N : p-p 鍵: 鍵不求頭碰頭重疊,但求肩并肩作戰(zhàn)(2) 鍵:p p 鍵, p d 鍵 和 d d 鍵成鍵成鍵N2(g) : N N : p
20、-p 鍵:(2) 鍵: p d 鍵p軌道 d軌道 軌道 重疊雜化軌道 重疊雜化(2) 鍵: p d 鍵p軌道 d軌道(2) 鍵: d d 鍵d軌道 d軌道 重疊軌道 重疊雜化軌道 雜化(2) 鍵: d d 鍵d軌道 d軌道 重疊(3) 鍵:兩原子軌道以“面對面” (face to face)方式成鍵。 例:Re2Cl82- 其Re-Re鍵長224pm (金屬Re晶體中Re-Re鍵長275pm) 3.3 共價鍵的類型(3) 鍵:3.3 共價鍵的類型(3) 鍵例:Re2IIICl82- 中 Re-Re 四重鍵: 1+2 +1 ReIII5d 46s 06p 0 ReIII (dx2-y2)0(dz
21、2)1(dxy)1(dxz)1(dyz)1 | | | | ReIII(dx2-y2)0(dz2) (dxy)1(dxz)1(dyz)1(3) 鍵例:Re2IIICl82- 中 【小 結】Lewis價鍵理論:原子間通過共用電子對形成最外層8電子的穩(wěn)定結構現(xiàn)代價鍵理論:原子軌道重疊,兩原子共用自旋相反的電子對。共價鍵的特點:有方向性;有飽和性。共價鍵的類型: 鍵(頭碰頭):s-s,s-p,p-p 鍵(肩并肩):s-p,p-p,p-d,d-d 鍵(面對面): dxz - dxz【小 結】Lewis價鍵理論:原子間通過共用電子對形成最外層謝謝大家!謝謝大家!物質結構化學鍵2.4 雜化軌道理論化學與人
22、生2020年2月物質結構化學鍵2.4 雜化軌道理論化學與人生2020年2月雜化軌道理論(一)雜化軌道的概念(二)雜化軌道的基本要點(三)雜化軌道的類型 sp3、sp2、 sp 等性雜化與不等性雜化雜化軌道理論: 讓一步海闊天空,退一尺大道通途。雜化軌道理論(一)雜化軌道的概念雜化軌道理論:(五) 雜化軌道理論發(fā)展了的現(xiàn)代價鍵理論原子在形成分子時,由于原子間相互作用的影響,同一原子中能量相近的某些原子軌道,在成鍵過程中重新組合成一組新軌道,這種重新組合的過程稱為“雜化”,所形成的新軌道稱為雜化軌道。1、雜化軌道的概念(五) 雜化軌道理論發(fā)展了的現(xiàn)代價鍵理論原子在形成分子時,(五) 雜化軌道理論發(fā)
23、展了的現(xiàn)代價鍵理論 1930年代,由L.Pauling提出,未有實驗證據(jù)。2、要點:(1)只有同一原子能量相近的原子軌道才能進行雜化(2)雜化軌道成鍵時,要滿足化學鍵間最小排斥原理(3)雜化軌道的成鍵能力增強,鍵能大(雜化后軌道伸展方向、空間構型和能量發(fā)生改變)(4)雜化前后軌道數(shù)目不變。雜化軌道理論:目標或意見不同時,互相讓步、折中處理,達成新的目標和意見,是解決問題的最佳方案。讓一步海闊天空,退一尺大道通途。(五) 雜化軌道理論發(fā)展了的現(xiàn)代價鍵理論 1930年代,由3、雜化軌道類型sp3dsp2sp3dsp3d2spBeCl2sp2CH2=CH2Pt3、雜化軌道類型sp3dsp2sp3ds
24、p3d2spBeClsp - sp軌道間夾角180,呈直線型。例:BeCl2(g) 分子的形成: (1) sp雜化BeCl2(g) 分子(直線形)sp - sp軌道間夾角180,呈直線型。例:BeCl2BeCl2共價分子sp雜化 形成圖 (1) sp雜化2p0激發(fā)sp雜化2s12px1 2px0 2px0(sp)1 (sp)1 (2p)0 2s2Be基態(tài)Be原子價層電子組態(tài)激發(fā)態(tài)2個原子軌道雜化態(tài)2個雜化軌道BeCl2共價分子sp雜化 形成圖 (1) sp雜化2p0激BeCl2共價分子sp雜化 形成圖 (1) sp雜化2p0激發(fā)sp雜化2s12px1 2px0 2px0(sp)1 (sp)1
25、(2p)0 2s2Be基態(tài)Be原子價層電子組態(tài)激發(fā)態(tài)2個原子軌道雜化態(tài)2個雜化軌道BeCl2共價分子sp雜化 形成圖 (1) sp雜化2p0激() sp2雜化每個sp2雜化軌道:1/3 s成分, 2/3 p 成分. sp2雜化軌道間夾角120,呈平面三角形。() sp2雜化每個sp2雜化軌道:1/3 s成分, 2/() sp2雜化總成鍵:BF3中, B-F鍵的鍵能很大(613 kJ.mol-1),原因: 除了 鍵,還形成離域 鍵(大 鍵)。sp2軌道夾角120呈平面三角形BF3() sp2雜化總成鍵:BF3中(3) sp3雜化雜化軌道間夾角109.5 ,正四面體結構。 (3) sp3雜化雜化軌
26、道間夾角109.5 ,正四面體結 (3) CH4的sp3雜化 2px1 2py1 2pz0激發(fā)sp雜化2s12px1 2px1 2px1(sp3)1 (sp3)1(sp3)1 (sp3)12s2C基態(tài)C原子價層電子組態(tài)激發(fā)態(tài)4個原子軌道雜化態(tài)4個sp3雜化軌道,等價軌道H 1s1 H 1s1 H 1s1 H 1s1 | | | | (sp3)2 (sp3)2(sp3)2 (sp3)24個C-H 鍵 4個鍵 成鍵 (3) CH4的sp3雜化 2px1 2py1 (3) CH4的sp3雜化 2px1 2py1 2pz0激發(fā)sp雜化2s12px1 2px1 2px1(sp3)1 (sp3)1(sp3
27、)1 (sp3)12s2C基態(tài)C原子價層電子組態(tài)激發(fā)態(tài)4個原子軌道雜化態(tài)4個sp3雜化軌道,等價軌道H 1s1 H 1s1 H 1s1 H 1s1 | | | | (sp3)2 (sp3)2(sp3)2 (sp3)24個C-H 鍵 4個鍵 成鍵 (3) CH4的sp3雜化 2px1 2py1 sp3雜化軌道的空間分布:正四面體 電子和分子幾何構型: 正四面體。 4個sp3雜化軌道等價sp3等性雜化 (3) CH4的sp3雜化 等性雜化:由一組含有未成對電子的原子軌道或空軌道參與雜化而形成的簡并雜化軌道的過程。正四面體sp3雜化軌道的空間分布:正四面體 (3) CH4的sp3雜 (3) NH3的
28、sp3雜化 2px1 2py1 2pz0激發(fā)sp雜化2s12px1 2px1 2px2(sp3)1 (sp3)1(sp3)1 (sp3)22s2N基態(tài)N原子價層電子組態(tài)激發(fā)態(tài)4個原子軌道雜化態(tài)4個sp3雜化軌道,不等價H 1s1 H 1s1 H 1s1 | | | (sp3)2 (sp3)2 (sp3)23個C-H 鍵 3個鍵 成鍵(sp3)2 (3) NH3的sp3雜化 2px1 2py1 (3) NH3的sp3雜化 2px1 2py1 2pz0激發(fā)sp雜化2s12px1 2px1 2px2(sp3)1 (sp3)1(sp3)1 (sp3)22s2N基態(tài)N原子價層電子組態(tài)激發(fā)態(tài)4個原子軌道雜
29、化態(tài)4個sp3雜化軌道,不等價H 1s1 H 1s1 H 1s1 | | | (sp3)2 (sp3)2 (sp3)23個C-H 鍵 3個鍵 成鍵(sp3)2 (3) NH3的sp3雜化 2px1 2py1 4個sp3雜化軌道不等價不等性雜化。價層電子對互斥作用: (3) NH3的sp3雜化 NH3中H-N-H = 1070 1090 28價電子幾何構型變形四面體鍵角 分子幾何構型三角錐形F斥力孤對電子間F斥力孤對電子與成鍵電子間F斥力成鍵電子間不等性雜化:由于雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對的存在,使雜化后所得到的一組雜化軌道,不完全簡并。 4個sp3雜化軌道不等價不等性雜化。 (3) NH
30、3的s (3) H2O的sp3雜化 H2O中,鍵角HOH = 104.50 1090 28 分子幾何構型: V形價電子幾何構型:變形四面體 (3) H2O的sp3雜化 H2O中,鍵角HOH = 1雜化軌道類型小結雜化類型 例價電子幾何構型 分子幾何構型分子模型spBeCl2 直 線直 線sp2BF3正三角形正三角形sp3 等性雜化 CH4正四面體 正四面體 sp3不等性雜化 NH3四面體三角錐體spBeCl2 直 線直 線sp2BF3正三角形正三角形sp3 等性雜化 CH4正四面體 正四面體 sp3不等性雜化 NH3四面體三角錐體雜化軌道類型小結雜化類型 例價電子分子分子模型spBeCl22p
31、 - 2p 鍵較穩(wěn)定對比BX3的B-X鍵能 /kJmol-1: B-F B-Cl B-Br B-I 613.1 456 377 272 第二周期元素原子半徑小,2p - 2p重疊好,形成大 鍵較穩(wěn)定 3p - 3p 次之;4p - 4p 更差 鍵穩(wěn)定性:2p - 2p 3p - 3p 3p - 3p 2p - 2p 鍵較穩(wěn)定對比BX3的B-X鍵能 /kJ【小結】雜化軌道理論的要點:(1) 能量相近的原子軌道才能雜化(2)雜化軌道成鍵要滿足最小排斥原理(3) 雜化后軌道的空間構型和能量發(fā)生改變(4)雜化前后軌道數(shù)目不變雜化軌道的類型 sp、sp2、sp3 、dsp2、sp3d 、sp3d2sp3
32、等性雜化:雜化后不含有孤電子對sp3不等性雜化:雜化后含有孤電子對【小結】雜化軌道理論的要點:雜化軌道的類型謝謝大家!謝謝大家!第二節(jié) 化學鍵理論與人生哲理2.5 金屬鍵理論化學與人生第二節(jié) 化學鍵理論與人生哲理2.5 金屬鍵理論化學與人生金屬鍵理論 與非金屬比較,金屬原子的半徑大,核對價電子的吸引比較小,電子容易從金屬原子上脫落成為自由電子,匯成所謂的“電子?!?,留下的正離子浸沉在這種電子海洋中。這些自由電子與正離子之間的作用力將金屬原子粘合在一起而成為金屬晶體,這種作用力稱為金屬鍵,也稱改性共價鍵。一、“電子海”理論金屬鍵理論 與非金屬比較,金屬原子的半徑大,核對價電子的吸引二、 金屬鍵的
33、能帶理論 金屬鍵:由于自由電子不停地運動,把金屬原子或離子聯(lián)系在一起。特點:不具有方向性 和 飽和性。自由電子:人也要像金屬鍵中的電子一樣,不管移動到哪里,都發(fā)揮一樣的作用。我是革命一塊磚,哪里需要往哪搬。二、 金屬鍵的能帶理論 金屬鍵:由于自由電子不停地運動,把金高 密 度:金屬結構總是按最緊密的方式堆積起來。高導電導熱性:自由電子的運動。好的延展性:金屬離子能夠移動而不需破壞金屬鍵。 金屬變形同時伴隨著電子的重新分布。高 密 度:金屬結構總是按最緊密的方式堆積起來。不能較好地解釋諸如高熔點,高原子化熱和高硬度等問題。 VIB(按電子海理論,金屬鍵強度應隨價電子數(shù)增加而增大,熔點峰值不應出現(xiàn)
34、在VIB族)。 “能帶”理論不能較好地解釋諸如高熔點,高原子化熱和高硬度等問題。 VIB“能帶”理論3Li1s2 2s1 個小能級 連成一片n由于原子間的相互作用,使每原子的能級分裂成與晶體中原子數(shù)目相等的多個小能級,這些能級常連成一片,稱為能帶。能帶“能帶”理論3Li 個小能級 連成一片n由于原子間的能帶:1sA2 1sB22sA1 2sB11s(a) Li2分子軌道2s*1s*2s1sA2 1sn22sA1 2sn1(b) Lin分子軌道能量間隔較大 禁帶滿帶導帶n/2滿軌道n/2空軌道價層電子空軌道能帶:1sA2 1sB22sA1 2sB11s(a) 能帶1sA2 1sB22sA1 2s
35、B11s(a) Li2分子軌道2s*1s*2s1sA2 1sn22sA1 2sn1(b) Lin分子軌道能量間隔較大 禁帶滿帶導帶n/2滿軌道n/2空軌道價層電子空軌道能帶1sA2 1sB22sA1 2sB11s(a) L-dSP 能帶中的低能級部分容納9個價電子,此時達到最大鍵級和鍵強。所以, 高的熔點,原子化熱, 硬度密度出現(xiàn)在6B8B族(6-9個價電子)。3d54s1 3d54s23d64s2 3d74s2金屬原子能帶低能級低能級-dSP 充滿電子的能帶叫滿帶(價帶)空的和未充滿電子的能帶叫導帶滿帶和導帶間的能量間隔叫禁帶滿帶導帶E3eV禁帶滿帶導帶滿帶導帶E5eV禁帶絕緣體半導體金屬能
36、帶理論:人也有導帶、價帶和禁帶。在正道上,要人像金屬,禁帶小,導帶、價帶緊密連接;在歪道上,要人像絕緣體,禁帶大,導帶、價帶截然分離,出淤泥而不染。充滿電子的能帶叫滿帶(價帶)滿帶導帶E3eV禁帶滿帶導帶金屬 金屬鍵的能帶理論中,所形成的能帶不能被成鍵電子充滿,相鄰能級間的能量差很小,電子很容易躍遷,因此,金屬具有良好的導電、導熱性。導帶價帶金屬 金屬鍵的能帶理論中,所形成的能帶不能被成鍵電子充金屬導電性隨溫度增加而下降(原子振動加劇,電子運動受阻)半導體導電性隨溫度增加而上升。價帶導帶半導體: 人有有時也要做一塊良好的半導體。別需要你導通的時候,你就爽快導通;當需要你絕緣的時候,你就保持自我
37、,不越雷池半步。金屬導電性隨溫度增加而下降(原子振動加劇,電子運動受阻)價帶【小結】金屬鍵理論:(1) “電子海” 理論(2)能帶理論:滿帶、導帶、禁帶(3)金屬、半導體、絕緣體解釋:6B8B族出現(xiàn)高的熔點,原子化熱, 硬度密度金屬元素良好的導熱性、導電性金屬導電性隨溫度增加而下降,半導體導電性隨溫度增加而上升【小結】金屬鍵理論:解釋:謝謝大家!謝謝大家!第二章 化學鍵理論與人生哲理2.6 分子間作用力化學與人生第二章 化學鍵理論與人生哲理2.6 分子間作用力化學與人生分子間作用力分子的極化分子間力分類 取向力 誘導力 色散力分子間存在引力分子間作用力分子的極化分子間存在引力一、分子的極化 分
38、子在外電場影響下,正、負電荷重心發(fā)生相對位移,使分子發(fā)生變形,產生的這種偶極叫誘導偶極,此過程稱之為分子極化。誘導與電場強度E和分子變形性兩因素有關。 一、分子的極化 分子在外電場影響下,正、負電荷重心發(fā)生相對位二、分子間力(Van der Waals Forces)分子間作用力,又稱范德華力,是廣泛存在于中性分子或原子之間的一種弱的電性吸引力。二、分子間力(Van der Waals Forces)分子分子間力分類分子間力取向力誘導力色散力紙花自動開放顏色自動互混毛細現(xiàn)象分子間力分類分子間力取向力誘導力色散力紙花自動開放顏色自動互(一)取向力極性分子存在永久偶極,互相之間互相作用,偶極定向排列。本質:極性分子偶極之間的靜電引力。取向力圖解極性分子 - 極性分子離子 - 極性分子(一)取向力極性分子存在永久偶極,互相之間互相作用,偶極定向NO分子之間存在取向力,使NO的沸點明顯高于分子量相近的N2和O2。取向力只存在于 極性分子之間,極性越強,取向力越大,熔沸點越高。N2NOO2分子量283032偶極矩/D00.150沸點/K 771219000.1507712290NO分子之間存在取向力,使NO的沸點明顯高于分子量相近的N2(二)誘導力誘導力的本質是靜電引力通常,
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