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文檔簡介
第八章
分子結(jié)構(gòu)
ChapterX
分子是由原子組合而成的,是保持物質(zhì)基本化學性質(zhì)的最小微粒,并且又是參與化學反應的基本單元。分子的化學組成
分子的結(jié)構(gòu)分子的結(jié)構(gòu)通常包括兩方面內(nèi)容:(1)分子中直接相鄰的原子間的強相互作用即化學鍵
(chemicalbond),化學鍵的成鍵能量約為幾十到幾百千焦每摩;(2)分子中的原子在空間的排列,即空間構(gòu)型(geometryconfiguration)。
Introduce
取決于分子的性質(zhì)離子鍵
共價鍵
金屬鍵
物質(zhì)的性質(zhì)取決于研究分子中的化學鍵及分子間的作用力對于了解物質(zhì)的性質(zhì)和變化規(guī)律具有重要意義。分子的性質(zhì)---由分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定分子間的作用力相鄰的分子間還存在一種較弱的相互作用,其作用能約比化學鍵小一、二個數(shù)量級。共價鍵的本質(zhì)與特點化學鍵:分子或晶體中相鄰原子(或離子)之間強烈的吸引作用?;瘜W鍵理論:金屬鍵理論
第一節(jié)現(xiàn)代價鍵理論第二節(jié)雜化軌道理論
第三節(jié)價層電子對互斥理論
第四節(jié)分子軌道理論簡介
第五節(jié)分子間的作用力
【內(nèi)容提要】共價鍵理論第一節(jié)現(xiàn)代價鍵理論共價鍵的本質(zhì)與特點雜化軌道共價鍵的類型一、H2分子的形成共價鍵的本質(zhì)——原子軌道重疊,核間電子概率密度大吸引原子核而成鍵。核間距R0為74pm。---量子力學處理H2分子的結(jié)果↑H↓HH2↓↑↓↓二、價鍵理論基本要點與共價鍵的特點1、價鍵理論基本要點:(1)兩原子靠近時,自旋方向相反的未成對的價電子可以配對,形成共價鍵(2)自旋方向相反的單電子配對形成共價鍵后,就不能再和其他原子中的單電子配對。原子中單電子數(shù)決定了共價鍵的數(shù)目—共價鍵的飽和性。
(3)原子軌道最大程度地重疊。
因此,共價鍵具有方向性。
(最大重疊原理)綜上所述,價健理論認為共價鍵是通過自旋相反的電子配對和原子軌道的最大重疊而形成的,使體系達到能量最低狀態(tài)共價鍵特征共價鍵特征飽和性:原子有幾個未成對的價電子,一般只能和幾個自旋方向相反的電子配對成鍵。例2pNN2pN2
:N≡N:在特定的條件下,有的成對的價電子能被拆開為單電子參與成鍵。例S3s3p3d3s3p3d[·S·]+6[·F:]→F–S–F¨¨¨¨FF\//\FF共價鍵特征方向性:為滿足最大重疊原理,成鍵時原子軌道只能沿著軌道伸展的方向重疊。++++++---原子軌道的重疊原子軌道的重疊只有當原子軌道對稱性相同的部分重疊,原子間的概率密度才會增大,形成化學鍵。原子軌道重疊的對稱性原則當兩原子軌道以對稱性相同的部分(即”+”與”+”、”-”與”-”)重疊。+只有當原子軌道對稱性相同的部分重疊,原子間的概率密度才會增大,形成化學鍵。原子軌道重疊的對稱性原則當兩原子軌道以對稱性不同的部分(即“+”與“-”)重疊,原子間的概率密度幾乎等于零,難以成鍵。1.σ鍵:
原子軌道沿核間聯(lián)線方向進行同號重疊(頭碰頭)。三、共價鍵的類型掌握例:HF9F:非最大重疊1s11s22s22p51H:最大重疊(頭碰頭)+
+
++例:H2O1s22s22p4HOH1H:1s18O:++
++例:Cl217Cl:[Ne]3s23p5Cl-Clpxpx++--2.π鍵:
兩原子軌道垂直核間聯(lián)線并相互平行進行同號重疊(肩并肩)。對xy平面具有反對稱性
zzxyy即重疊部分對xy平面的上、下兩側(cè),形狀相同、符號相反。例如:O2成鍵情況8O:1s22s22p4共價雙鍵:鍵+π鍵7N::NN:問:N2中的N原子是怎樣成鍵的?1s22s22p3pxpYpz+
+
++
+
++
共價叁鍵:鍵+2π鍵成鍵規(guī)律分析:
單鍵:鍵重鍵:雙鍵鍵+π鍵叁鍵鍵+2π鍵一般地,
鍵只能與鍵同時存在,在雙鍵或叁鍵中必須也只能有一個鍵。
σ鍵與π鍵的對比
σ鍵π鍵重疊方式“頭碰頭”““肩碰肩””重疊方向沿鍵軸方向與軌道對稱軸相互平行方向重疊形狀圓柱形對稱兩塊冬瓜狀,節(jié)面對稱重疊程度大小鍵能大小電子能量較低,較穩(wěn)定較高,較活潑構(gòu)成分子的骨架π鍵較易斷開,化學活潑性
δ鍵:兩個原子相匹配的d軌道以“面對面”的方式重疊所形成的鍵zxxyydxydxy3.配位鍵(coordinationbond)
正常共價鍵--如果共價鍵是由成鍵兩原子各提供1個電子配對成鍵的,稱為正常共價鍵。配位共價鍵--如果共價鍵的形成是由成鍵兩原子中的一個原子單獨提供電子對進入另一個原子的空軌道共用而成鍵,這種共價鍵稱為配位共價鍵,簡稱配位鍵。CO2s2p2s2p:C—O:
····σ鍵π配鍵→π鍵→價鍵結(jié)構(gòu)式:CO:電子式分子結(jié)構(gòu)式C=O為區(qū)別于正常共價鍵,配位鍵用“→”表示,箭頭從提供電子對的原子指向接受電子對的原子(A→B)。配位鍵形成條件:
1.成鍵原子一方有孤對電子(lonepairelectron)
2.另一方的價電子層有空軌道。
配位鍵的形成方式雖和正常共價鍵不同,但形成以后,兩者是沒有區(qū)別的。
說明鍵級(bondorder)
四、鍵參數(shù)(bondparameter)
鍵的極性(bondangle)
鍵角(bondangle)
鍵長(bondlength)
鍵能(bondenergy)
鍵級B.O=1/2(8-4)=2B.O=1/2(10-4)=31、鍵級:鍵級越大,鍵的強度越大,分子越穩(wěn)定(略)。在雙原子分子中,于100kPa下將氣態(tài)分子斷裂成氣態(tài)原子所需要的能量。D(H-Cl)=432kJ·mol-1,
D(Cl-Cl)=243kJ·mol-1在多原子分子中,斷裂氣態(tài)分子中的某一個鍵,形成兩個“碎片”時所需要的能量叫做此鍵的解離能。2.鍵能(bondenergy)
鍵解離能(D)H2O(g)=2H(g)+O(g)
原子化能Eatm:氣態(tài)的多原子分子的鍵全部斷裂形成各組成元素的氣態(tài)原子時所需要的能量。例如:鍵能、鍵解離能與原子化能的關系:雙原子分子:鍵能=鍵解離能
E(H-H)=D(H-H)多原子分子:原子化能=全部鍵能之和
Eatm(H2O)=2E(O-H)一般鍵能愈大,鍵愈牢固。
表10-1一些雙原子分子的鍵能和某些鍵的平均鍵能E/kJ·mol-1
分子名稱鍵能分子名稱鍵能共價鍵平均鍵能共價鍵平均鍵能H2436HF565C-H413N-H391F2165HCl431C-F460N-N159Cl2247HBr366C-Cl335N=N418Br2193HI299C-Br289N≡N946I2151NO286C-I230O-O143N2946CO1071C-C346O=O495O2493
C=C610O-H463
C≡C835
鍵長:分子中兩原子核間的平衡距離。鍵長特點:鍵長愈短,鍵愈牢固。
--------3、鍵長(bondlength)
d104.5°鍵角和鍵長是反映分子空間構(gòu)型的重要參數(shù),通過實驗測知。4、鍵角(bondangle)
N:FFFC=CHHHHN:HHHP:HHHH鍵角:分子中同一原子形成的兩個化學鍵間的夾角。非極性共價鍵:當成鍵原子的電負性相同時,核間的電子云密集區(qū)域在兩核的中間位置,兩個原子核正電荷所形成的正電荷重心和成鍵電子對的負電荷重心恰好重合。如H2、O2分子中的共價鍵就是非極性共價鍵。
5.鍵的極性(掌握)鍵的極性:是由于成鍵原子的電負性不同而引起的。共價鍵分為:極性共價鍵(polarcovalentbond)
非極性共價鍵(nonpolarcovalentbond)極性共價鍵非極性共價鍵:鍵的正電荷重心與負電荷重心不重合。當成鍵原子的電負性不同時,核間的電子云密集區(qū)域偏向電負性較大的原子一端,使之帶部分負電荷,而電負性較小的原子一端則帶部分正電荷。如HCl分子中的H-Cl鍵鍵矩:表示鍵的極性的物理量。記作μ
μ=q·l式中q為電量,l為核間距。μ為矢量,例如,實驗測得H-Cl如何理解極性鍵和非極性鍵的相對性?
成鍵原子的電負性差值愈大,鍵的極性就愈大。當成鍵原子的電負性相差很大時,可以認為成鍵電子對完全轉(zhuǎn)移到電負性很大的原子上,這時原子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子,形成離子鍵。從鍵的極性看,可以認為離子鍵是最強的極性鍵,極性共價鍵是由離子鍵到非極性共價鍵之間的一種過渡情況表10-2鍵型與成鍵原子電負性差值的關系
物質(zhì)NaClHFHClHBrHICl2電負性差值2.11.90.90.70.40鍵
型離子鍵極
性
共
價
鍵非極性共價鍵(1)同種元素原子形成的共價鍵為非極性共價鍵;(2)不同種元素原子形成的共價鍵為極性共價鍵;判斷(掌握):一次上次內(nèi)容回顧價鍵理論要點共價鍵的特點(飽和性、方向性)共價鍵的類型(σ鍵、π鍵)單鍵:鍵重鍵:雙鍵鍵+π鍵叁鍵鍵+2π鍵例:H2O1s22s22p41H:1s18O:++
++6C:1s22s22p2例:++
+??實驗測定:90oHOHd104.5°價鍵理論解釋分子結(jié)構(gòu)時碰到了困難。CH4第二節(jié)雜化軌道理論
(hybridorbitaltheory)
雜化軌道理論要點:
1.在形成多原子分子的過程中,中心原子的若干能量相近的原子軌道重新組合,形成一組新的軌道,這個過程叫做軌道的雜化(hybridization),產(chǎn)生的新軌道叫做雜化軌道(hybridorbital)。什么是雜化雜化軌道數(shù)目=參加雜化的原子軌道數(shù)目雜化軌道2.雜化軌道的角度波函數(shù)在某個方向的值比雜化前的大得多,更有利于原子軌道間最大程度地重疊,因而雜化軌道比原來軌道的成鍵能力強。
3.雜化軌道之間力圖在空間取最大夾角分布,使相互間的排斥能最小,故形成的鍵較穩(wěn)定。雜化原因雜化結(jié)果雜化前s,p軌道雜化后雜化軌道不同類型的雜化軌道之間的夾角不同,成鍵后所形成的分子就具有不同的空間構(gòu)型。
2、按雜化軌道能量是否一致分類:
等性雜化不等性雜化二、軌道雜化類型及實例
軌道的雜化類型:
1、按參加雜化的軌道分類:
s-p型:sp雜化、sp2雜化和sp3雜化
s-p-d型:sp3d雜化、sp3d2雜化{{4個sp3雜化軌道能量一致。
4個sp3雜化軌道能量不一致。
1.sp型雜化
1個s軌道和1個p軌道組合成2個sp雜化軌道的過程.所形成的軌道稱為sp雜化軌道。
(1)sp雜化:sp雜化軌道的特點每個sp雜化軌道均含有1/2的s軌道成分和1/2的p軌道成分。為使相互間的排斥能最小,軌道間的夾角為180o。成鍵后形成直線型分子。
Be:2s2實例:spsp雜化Be采用sp雜化兩個sp雜化軌道BeCl2分子的形成:ClClBe
-++--++-
-+--+-BeCl2BeCl2分子的直線形構(gòu)型(2)sp2型雜化
sp2
雜化:1個s軌道與2個p軌道組合成3個sp2
雜化軌道的過程。sp2
雜化軌道的特點每個sp2
雜化軌道含有1/3s軌道成分和2/3的p軌道成分;
3個sp2雜化軌道呈正三角形分布,夾角為1200
形成正三角形構(gòu)型的分子
三個sp2雜化軌道B:2s22p1實例BF3的空間構(gòu)型sp2sp2雜化+BF3的空間構(gòu)型為平面三角形F-F-F-(3)sp3
型雜化
sp3雜化:sp3雜化軌道是由1個s軌道和3個p軌道組合成4個sp3雜化軌道的過程。sp3雜化軌道的特點每個sp3
雜化軌道含有1/4的s軌道成分和3/4的p軌道成分,
形成正四面體構(gòu)型的分子。4個sp3雜化軌道呈正面體分布,夾角為109028’
四個sp3雜化軌道sp3雜化軌道示意圖
sp3實例CH4的空間構(gòu)型C:2s22p2CH4的空間構(gòu)型為正四面體109o28’
CCl4分子的空間構(gòu)型和sp3雜化軌道
實例CCl4的空間構(gòu)型問:C2H2的空間構(gòu)型?雜化
激發(fā)HHCCC:2s22p2兩個sp雜化軌道σσσππ(二)等性雜化與不等性雜化等性雜化(equivalenthybridization):雜化后所形成的幾個雜化軌道所含原來軌道成分的比例相等,能量完全相同。通常,若參與雜化的原子軌道都含有單電子或都是空軌道,其雜化是等性的。不等性雜化(nonequivalenthybridization):雜化后所形成的幾個雜化軌道所含原來軌道成分的比例不相等而能量不完全相同。通常,若參與雜化的原子軌道中,有的已被孤對電子占據(jù),其雜化是不等性的。
判斷等性雜化和不等性雜化關鍵點----每個雜化軌道的狀態(tài)是否一樣
實例分析:
試說明NH3分子的空間構(gòu)型實驗測知,NH3分子中有3個N-H鍵,鍵角為1070,分子的空間構(gòu)型為三角錐形N:2s22px12py12pz1
NH3分子的三角錐形結(jié)構(gòu)示意圖不等性sp3雜化(習慣上孤對電子不包括在分子的空間構(gòu)型中)實驗測知,NH3分子中有3個N-H鍵,鍵角為1070,分子的空間構(gòu)型為三角錐形N:2s22px12py12pz1
雜化掌握
實例:H2O是否直角三角形?雜化8O:1s22s22p4
H2O分子的V型結(jié)構(gòu)示意圖104o45’不等性sp3雜化掌握
sp型雜化方式總結(jié)(掌握):
雜化類型spsp2sp3不等性sp3參與雜化的原子軌道1個s+1個p1個s+2個p1個s+3個p1個s+3個p雜化軌道數(shù)2344雜化軌道間夾角18001200109028’0~109o28’分子空間構(gòu)型直線正三角形正四面體三角錐V型實
例BeCl2,C2H2BF3,C2H4CH4,CCl4BH3,PH3H2O,H2S中心原子Be,CB,CCB,PO,S1、指出雜化類型和分子構(gòu)型PCl3:15P:3p23p316S:3s23p4sp3不等性雜化,正三角錐型sp3不等性雜化,V型練習題H2S:5B:2s22p114Si:3s23p2sp2等性雜化,正三角形sp3等性雜化,正四面體BCl3:SiCl4:2、CS2分子的空間構(gòu)型為直線型,推測C原子采用的雜化方式:,CS2分子為sp等性雜化非極性3、Cl2O分子的空間構(gòu)型是“V”字型,O原子采取的雜化方式為,sp3不等性雜化Cl2O分子為極性分子。分子。4、下列分子中,C原子與H原子鍵合時采取sp2-s重疊方式的是A、CH4B、C2H2C、C2H4D、C2H6
分子間力第五節(jié)分子間的作用力
分子間作用力:是除共價鍵、離子鍵和金屬鍵以外,基團間和分子間相互作用力的總稱。分子間力的特性:
1、作用能一般是幾個KJ/mol到幾十個KJ/mol,比化學鍵能小1~2個數(shù)量級;
2、作用力范圍約幾百pm,一般沒有方向性和飽和性。
3、分子間力是決定分子型物質(zhì)熔點、沸點、溶解度等物理性質(zhì)的一個重要因素.分子間力的分類:vanderWaals力和氫鍵力。分子間作用力的產(chǎn)生與分子的極化密切相關;分子的極化是指分子在外電場作用下發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化。分子的極化與分子的極性密切的關系一、分子的極性與分子的極化
(一)分子的極性
極性分子——正、負電荷重心相重合非極性分子——正、負電荷重心不重合對于雙原子分子:分子的極性與鍵的極性是一致的。由非極性共價鍵構(gòu)成的分子一定是非極性分子,如H2
、Cl2
、O2
等分子;由極性共價鍵構(gòu)成的分子一定是極性分子,如HCl、HF等分子。
鍵的極性:是由于成鍵原子的電負性不同而引起的。共價鍵分為:極性共價鍵非極性共價鍵回顧掌握根據(jù)分子中正、負電荷重心是否重合,將分子分為:+-例如:CO2CH4
都是極性鍵直線構(gòu)型正四面體構(gòu)型非極性分子
(鍵的極性相互抵消)多原子分子的極性組成分子的元素的電負性分子的空間構(gòu)型有關取決于H2ONH3都是極性分子V形構(gòu)型三角錐形構(gòu)型(鍵的極性不能抵消)
COC電偶極矩(electricdipolemoment)分子的電偶極矩簡稱偶極矩(μ)--分子極性的大小用量度μ=q·d
電偶極矩是一個矢量,化學上規(guī)定其方向是從正電荷重心指向負電荷重心。電偶極矩為零的分子是非極性分子,電偶極矩愈大示分子的極性愈強。由測量μ可判斷分子的空間結(jié)構(gòu)(掌握),如:d:正、負電荷重心距離q:正電荷重心或負電荷重心上的電量定義式:單位:10-30
C·m說明表10-3一些分子的電偶極矩/10-30C·m
分子分子分子H20NH31.66CO0.40CO20SO25.33HCl3.43CH40H2O6.16HBr2.63BF30HCN6.99HI1.272下列分子中偶極矩
≠0的是A、CO2B、CH4C、NH3D、BeCl2練習題COC
1、下列分子中極性最小的是
A、LiH
B、HCl
C、HBrD、HFC中未雜化的py與兩側(cè)O的兩個py沿紙面方向成大π鍵,C中未雜化的pz與兩側(cè)O的pz沿垂直于紙面的方向成π鍵,故CO2
中,習題5習題11(二)分子的極化(polarizing)
無論分子有無極性,在外電場作用下,它們的正、負電荷重心都將發(fā)生變化。圖
外電場對分子極性影響示意圖
+-注意:非極性分子的正、負電荷重心本來是重合的(μ=0),但在外電場的作用下,發(fā)生相對位移,
引起分子變形而產(chǎn)生偶極。非極性分子極性分子極化1、永久偶極(permanentdipole)
2、誘導偶極(induceddipole)三種偶極:極性分子的正、負電荷重心不重合,分子中始終存在一個正極和一個負極,故極性分子具有永久偶極。
在外電場作用下,分子的正、負電荷重心的距離增大,使分子變形產(chǎn)生偶極或增大偶極矩的現(xiàn)象稱為分子的極化。由此而產(chǎn)生的偶極稱為誘導偶極,其電偶極矩稱為誘導電偶極矩(△μ)。
極性分子具有永久偶極。由于分子內(nèi)部的電子在不斷地運動,原子核在不斷地振動,使分子的正、負電荷重心不斷發(fā)生瞬間相對位移,從而產(chǎn)生瞬間偶極。3.
瞬間偶極(instantaneousdipole)誘導偶極與外電場強度成正比;當外電場消失,△μ消失;分子體積越大,電子越多,變形性越大,△μ越大;極性分子和非極性分子具有誘導偶極一切分子具有瞬間偶極。瞬間偶極和分子的變形性大小有關。分子的極化不僅在外電場的作用下產(chǎn)生,分子間相互作用時也可發(fā)生--分子間存在相互作用力的重要原因。
注意一次三、vanderWaals力
按作用力產(chǎn)生的原因和特性,分子間力可分為取向力、誘導力和色散力三種。分子間力最早由荷蘭物理學家vanderWaals提出,故稱vanderWaals力。屬于弱作用力,只有化學鍵鍵能的1/10~1/100。對物質(zhì)的物理性質(zhì)如沸點、溶解度、表面張力等有重要影響。(一)取向力(orientationforce):
產(chǎn)生于極性分子之間。當兩個極性分子充分接近時,產(chǎn)生同極相斥,異極相吸,使分子偶極定向排列而產(chǎn)生的靜電作用力。分子的偶極矩越大,取向力越大。極性分子的這種運動稱為取向,由永久偶極的取向而產(chǎn)生的分子間吸引力稱為取向力。
(二)誘導力
(inductionforce)
誘導力發(fā)生在極性分子和非極性分子、極性分子之間。
當極性分子與非極性分子接近時,因極性分子的永久偶極相當于一個外電場,可使非極性分子極化而產(chǎn)生誘導偶極,于是誘導偶極與永久偶極相吸引。由極性分子的永久偶極與非極性分子所產(chǎn)生的誘導偶極之間的相互作用力稱為誘導力。極性分子偶極越大,非極性分子變形性越大,誘導力越大。
(三)色散力(dispersionforce)產(chǎn)生于各種分子之間。
色散力在vanderWaals力中占有相當大的比重。分子量越大,越易變形,色散力就越大。
瞬間偶極又可誘使鄰近的分子極化,因此非極性分子之間可靠瞬間偶極相互吸引,產(chǎn)生分子間作用力.由于從量子力學導出的這種力的理論公式與光的色散公式相似,因此把這種力稱為色散力。小結(jié)在非極性分子之間-----色散力;在極性分子和非極性分子之間-----誘導力、色散力;在極性分子之間----取向力、誘導力和色散力都存在。
掌握例如:分子取向力誘導力色散力總能量ArCOHIHBrHClNH3H2O0.0000.0030.0250.6863.30513.3136.380.0000.0080.1130.5021.0041.5481.9298.498.7425.8621.9216.8214.948.9968.498.7526.0023.1121.1329.8047.31表10-6分子間vanderWaals力的分配情況(單位:kJ·mol-1
)
強極性分子取向力(主)主要作用力(多數(shù)化合物)NH3-H2O之間?(四)vanderWaals力特點
取向力、誘導力和色散力統(tǒng)稱范德華力,它具有以下的共性:
永遠存在于分子之間;
力的作用很小;
無方向性和飽和性;是近程力;5)經(jīng)常是色散力為主.
作用范圍只有幾十到幾百皮米掌握不屬于化學鍵范疇它是靜電引力,其作用能只有幾到幾十千焦每摩爾,約比化學鍵小1~2個數(shù)量級
只有極性大的分子,取向力才比較顯著;誘導力通常都很小。(五)分子間力對物質(zhì)性質(zhì)的影響液態(tài)物質(zhì)分子間力愈大,氣化熱就愈大,沸點也就愈高;固態(tài)物質(zhì)分子間力愈大,熔化熱就愈大,熔點也就愈高。結(jié)構(gòu)相似的同系列物質(zhì)分子量愈大,分子變形性也就愈大,分子間力愈強,物質(zhì)的沸點、熔點也就愈高。分子間力對分子型物質(zhì)的硬度也有一定的影響。分子取向力誘導力色散力總能量ArCOHIHBrHClNH3H2O0.0000.0030.0250.6863.30513.3136.380.0000.0080.1130.5021.0041.5481.9298.498.7425.8621.9216.8214.948.9968.498.7526.0023.1121.1329.8047.31沸點和熔點依次遞增掌握
1、下列各組分子間,同時存在取向力、誘導力、色散力的是
A、I2和CCl4B、苯和CH3FC、HCl和SO2D、N2和N2練習題鹵素、氧族元素氫化物的沸點
X—H
Y(X,Y=F,O,N,Cl,C)
三、氫鍵1.氫鍵的形成:氫原子和另一個電負性大且含有孤對電子的原子產(chǎn)生靜電吸引作用,稱為氫鍵。2.氫鍵的表示:分子間氫鍵
分子內(nèi)氫鍵
4.
氫鍵的特性:(1)比范德華力強,比化學鍵弱。(2)具有方向性和飽和性。3.
氫鍵的類型:H2O中的氫鍵
5.
氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響(1)對熔點、沸點的影響分子間氫鍵的形成,使得化合物的熔沸點上升。分子內(nèi)形成氫鍵,一般使化合物的沸點和熔點降低。
(2)對溶解度的影響
若溶質(zhì)和溶劑間形成氫鍵,可使溶解度增大;若溶質(zhì)分子內(nèi)形成氫鍵,則在極性溶劑中溶解度小,而在非極性溶劑中溶解度增大。如鄰硝基苯酚分子可形成分子內(nèi)氫鍵,溶解度小對硝基苯酚分子與水分子形成分子間氫鍵,溶解度小(3)對生物體的影響氫鍵的存在,使DNA的克隆得以實現(xiàn),保持物種的繁衍。ThestructureofDNA:Nature,171,737(1953)
“Ithasnotescapedournoticethatthespecificpairingwehavepostulatedimmediatelysuggestsapossiblecopyingmechanismforthegeneticmaterial.”
氫鍵,特別是分子內(nèi)氫鍵,控制分子的構(gòu)象,影響化合物的許多化學性質(zhì),在決定反應速度上常起著重大的作用,氫鍵保持著蛋白質(zhì)和核酸分子的三維結(jié)構(gòu)。多肽鏈內(nèi)部N—H···Ph氫鍵的兩種結(jié)合方式下列各組分子間同時存在取向力、誘導力、色散力和氫鍵的是
A、苯和CCl4B、N2和COC、CH3Cl和C8H18D、H2O和CH3OH習題16,17本章要求ASummaryofChapterV了解并理解現(xiàn)代價鍵理論的要點;雜化軌道理論要點;掌握共價鍵類型及預測分子構(gòu)型;掌握分子間存在的相互作用力的類型并判斷物質(zhì)的熔、沸點高低。知識點ASummaryofChapterX化學鍵、價鍵理論、配位鍵、孤對電子、鍵參數(shù)、鍵能、鍵長、鍵角、非極性共價鍵、極性共價鍵、雜化軌道理論、雜化、雜化軌道、等性雜化、不等性雜化、電偶極矩、永久偶極、誘導偶極、誘導力、色散力、氫鍵本章作業(yè)P習題:2,4,5,7,8,9,11。本章完
價鍵理論(VB法)
若原子A、B的外層原子軌道中各有一個未成對的電子,當它們靠近時,這兩個電子以自旋反平行配對(軌道重疊)形成共價單鍵。若A、B各有兩個或三個未成對電子,則能倆倆配對形成共價雙鍵或共價叁鍵。
如何理解共價鍵的飽和性和方向性?
例如:理論解釋:
方向性:共價鍵的形成將盡可能沿著原子軌道最大程度重疊的方向進行。飽和
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