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文檔簡介
第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)1.1原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)1.2原子核外電子排布與元素周期律1.3元素性質(zhì)的周期性1.4化學(xué)鍵1.5*雜化軌道理論與分子的幾何構(gòu)型1.6分子間力和氫鍵學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解原子核外電子運(yùn)動的特性,掌握四個(gè)量子數(shù)的符號和表示的意義及其取值規(guī)律;2.掌握核外電子排布原則及方法;掌握常見元素的電子排布式和價(jià)電子構(gòu)型;3.理解核外電子排布和元素周期系之間的關(guān)系;4.理解離子鍵與共價(jià)鍵的特征及它們的區(qū)別;5.理解σ鍵和π鍵的特征;理解極性共價(jià)鍵、非極性共價(jià)鍵以及配位共價(jià)鍵的特點(diǎn);6.理解雜化軌道的概念;理解雜化軌道和分子幾何構(gòu)型的關(guān)系;7.理解分子間作用力的特征與性質(zhì);理解氫鍵的形成及對物質(zhì)性質(zhì)的影響.構(gòu)成原子的粒子之間的關(guān)系可表示如下:原子
原子核核外電子:在核附近做高速復(fù)雜運(yùn)動,運(yùn)動規(guī)律符合統(tǒng)計(jì)性。質(zhì)子中子物質(zhì)結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu):能獨(dú)立存在并保持化學(xué)特性的最小粒子。原子結(jié)構(gòu):化學(xué)變化中的最小微粒,原子很小,但可以再分,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。概率:電子在核外空間某一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會稱為概率。出現(xiàn)的機(jī)會多,概率大,反之,概率小。概率密度:電子在核外空間某處單位微體積內(nèi)出現(xiàn)的概率叫概率密度。一、概率密度和電子云1.1原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)電子云:為了形象的表示核外電子運(yùn)動的概率分布情況,化學(xué)上慣用小黑點(diǎn)分布的疏密來表示電子出現(xiàn)幾率的相對大小。小黑點(diǎn)較密的地方,電子在該點(diǎn)概率密度較大,單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會就多。這種概率密度分布形象化表示的圖形稱為電子云。一、概率密度和電子云1.1原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)
氫原子的電子云呈球形對稱分布,且電子概率密度隨離核距離的增大而減小。一、概率密度和電子云1.1原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論推算,核外電子的運(yùn)動狀態(tài)需從能量、形狀、取向和自旋運(yùn)動四個(gè)方面來描述:1.主量子數(shù)(n):描述核外電子離核遠(yuǎn)近,決定原子軌道能量。2.角量子數(shù)(l):描述原子軌道或電子云的形態(tài)。3.磁量子數(shù)(m):描述原子軌道在空間的伸展方向。4.自旋量子數(shù)(ms):描述電子自旋運(yùn)動的量子數(shù)。二、四個(gè)量子數(shù)
1.主量子數(shù)(n)主量子數(shù)決定原子軌道能級的高低和電子離核平均距離的參數(shù)。n最大值為7,n越大,電子能級越大,能量就越高,一個(gè)n值表示一個(gè)電子層。
電子層n
1234567電子層名稱
第一層
第二層
第三層
第四層
第五層
第六層
第七層
電子層符號
KLMNOPQ二、四個(gè)量子數(shù)
2.角量子數(shù)(l)
一個(gè)電子層還可分為若干個(gè)能量稍有差別,原子軌道形狀不同的亞層,角量子數(shù)是用來描述原子軌道或電子云的形態(tài)。l取值受n限制,取0到n-1的正整數(shù)。
電子層n
1234
角量子數(shù)l
00,10,1,20,1,2,3
角量子數(shù)符號
ss,ps,p,ds,p,d,f
l的每一個(gè)值代表一個(gè)亞層,第一個(gè)電子層只有一個(gè)亞層,第二個(gè)電子層有兩個(gè)亞層,依此類推。二、四個(gè)量子數(shù)
2.角量子數(shù)(l):對應(yīng)的原子軌道或電子云形狀
s:圓球形p:啞鈴形
d:花瓣形f:花瓣形二、四個(gè)量子數(shù)
3.磁量子數(shù)(m)
原子軌道不僅有一定的形狀,還具有不同的空間伸展方向,磁量子數(shù)就是用來描述原子軌道在空間的伸展方向的。m取值受l限制,取-l到+l,包括0在內(nèi)的的正整數(shù),m可有2l+1個(gè)值。
二、四個(gè)量子數(shù)
當(dāng)三個(gè)量子數(shù)(n,m,l)取值一定時(shí),就確定了一條原子軌道,即確定了核外電子的一種空間運(yùn)動狀態(tài)。電子除繞核運(yùn)動外還有一種“自旋運(yùn)動”,用自旋量子數(shù)ms表示。
自旋量子數(shù)ms只有2個(gè)取值,即+1/2和-1/2,說明電子自旋只有2個(gè)方向,用符號“↑”和“↓”表示。二、四個(gè)量子數(shù)4.自旋量子數(shù)(ms)P47練一練四個(gè)量子數(shù)
第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)
一、電子分布和近似能級圖電子層與電子距離核的遠(yuǎn)近和電子能量高低的關(guān)系電子層名稱第一層第二層第三層第四層第五層第六層第七層
符號
K
L
M
N
O
P
Q電子距離原子核距離電子離核距離由近到遠(yuǎn)電子的能量由低到高電子的能量高低1.2
原子核外電子排布與元素周期律1.2原子核外電子排布與元素周期律
1.多電子原子的能級(P7圖1-6)美國著名結(jié)構(gòu)化學(xué)家Pauling
,根據(jù)大量光譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算,提出了多電子原子的原子軌道近似能級圖。能級
鮑林近似能級圖中圓圈表示原子軌道,按軌道能量高低順序依次排列。一個(gè)能級組(在鮑林近似能級圖的同一方框中),是一組能量相近的原子軌道。相鄰能級組之間能量差較大。能級組的劃分與元素周期表中劃分的七個(gè)周期一致,體現(xiàn)了元素周期系中元素劃分為周期的本質(zhì)原因是原子軌道的能量關(guān)系。由圖可知:①l相同時(shí),n越大能級越高,如E1s<E2s<E3s…,E2p<E3p<E4p…;②n相同時(shí),l越大能級越高,如Ens<Enp<End<Enf…;③n和l均不同時(shí),用(n+0.7l)判斷,如E4s<E3d,E5s<E4d,E6s<E4f<E5d,這就是“能級交錯(cuò)”。
(1)泡利不相容原理:在一個(gè)原子中不可能有4個(gè)量子數(shù)完全相同的電子存在。所以同一原子軌道(n,l,m一定)中最多可容納兩個(gè)電子,而且自旋必須相反。從泡利原理可確定每個(gè)電子層(n相同)可允許的電子數(shù)為2n2(每個(gè)電子層的軌道數(shù)為n2)。列表如下:2.基態(tài)原子中電子排布規(guī)則(2)能量最低原理:在不違背泡利原理的條件下,電子的排布總是優(yōu)先占據(jù)能量最低的軌道。(3)洪特規(guī)則:①電子在等價(jià)軌道(n與l相同,m不同)上排布時(shí)盡可能以自旋平行的方向分占不同的軌道。例如N原子的2p軌道上有3個(gè)電子,則必分占px,py和pz軌道,且自旋平行。②等價(jià)軌道在全空(p0,d0,f0)、全滿(p6,d10,f14)、半滿(p3,d5,f7)時(shí)是穩(wěn)定的。例如3個(gè)p軌道上有6個(gè)、3個(gè)或沒有電子時(shí)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?;鶓B(tài)原子:原子中的電子按電子排布三原則并結(jié)合鮑林近似能級圖排布,此時(shí)該原子處于最低能量狀態(tài)。任何原子基態(tài)結(jié)構(gòu)只有一種。激發(fā)態(tài)原子:比基態(tài)能量更高的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。激發(fā)態(tài)結(jié)構(gòu)可以有很多種。元素原子的電子結(jié)構(gòu)有兩種表示方式:3.元素原子的電子排布式(電子結(jié)構(gòu))
按電子在各亞層中分布情況表示。如Mn(25號元素)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,其中劃線部分為稀有氣體原子Ar電子結(jié)構(gòu),化學(xué)中一般只是價(jià)電子發(fā)生變化,故為簡潔可寫成:[Ar]3d54s2
價(jià)層電子構(gòu)型為:3d54s2107種元素基態(tài)原子電子排布情況后表已給出。見P51表4-2.(1)電子排布式①雖然電子排布的先后順序4s先于3d,但寫電子排布時(shí),要把3d寫在4s前同3s,3p一起寫;②由于原子在化學(xué)反應(yīng)時(shí),通常只價(jià)層電子發(fā)生變化,故不必寫出完整的電子排布式,只需寫出原子的價(jià)層電子排布即可。即最高能級組中價(jià)電子(能用于成鍵的電子)能級上的電子排布式。③把價(jià)電子層以內(nèi)已達(dá)稀有氣體電子結(jié)構(gòu)的部分稱為“原子實(shí)”,用該稀有氣體符號加方括號表示。如:24Cr是在18號Ar基礎(chǔ)上加6個(gè)e,故24Cr電子排布式簡寫為[Ar]3d54s1?!甲⒁狻?/p>
(2)原子軌道圖示法:
元素周期表:
元素周期表是原子核外排布周期性規(guī)律的表現(xiàn)形式。周期表按原子序數(shù)(亦即核電荷數(shù))排列。4.原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期表4.原子的電子層結(jié)構(gòu)與元素周期表
第1周期(2種元素)第2周期(8種元素)第1、2、3周期含有元素較少,叫短周期。第3周期(8種元素)
1.周期第4周期(18種元素)第5周期(18種元素)第4、5、6周期含有元素較多,叫長周期。第6周期(32種元素)第7周期(理論上存在32種,已發(fā)現(xiàn)29種)叫不完全周期。
同一周期電子層數(shù)相同,對于主族元素,同一族最外層電子數(shù)相同。元素的周期
周期的劃分與能級組的劃分完全一致,每個(gè)能級組都獨(dú)自對應(yīng)一個(gè)周期。共有七個(gè)能級組,所以共有七個(gè)周期。HHe1
第一周期:2種元素第一能級組:2個(gè)電子1個(gè)能級1s1個(gè)軌道BeLiBCNOFNe2
第二周期:8種元素第二能級組:8個(gè)電子2個(gè)能級2s2p4個(gè)軌道
第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)MgNaAlSiPSClAr3
第三周期:8種元素第三能級組:8個(gè)電子2個(gè)能級3s3p4個(gè)軌道
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr4YZrNbMoTcRhPdRuAgCdSrRbInSnSbTeIXe5
第五周期:18種元素第五能級組:18個(gè)電子3個(gè)能級5s4d5p9個(gè)軌道
第四周期:18種元素第四能級組:18個(gè)電子3個(gè)能級4s3d4p9個(gè)軌道
第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)
第七周期:32種元素第七能級組:32個(gè)電子4個(gè)能級7s5f6d7p16個(gè)軌道
BaCs6sCePrNoPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu4f
第六周期:32種元素第六能級組:32個(gè)電子4個(gè)能級6s4f5d6p16個(gè)軌道
RaFr7sThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr5f第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)2.族與價(jià)電子結(jié)構(gòu)
元素的原子參加化學(xué)反應(yīng)時(shí),能參與化學(xué)鍵形成的電子稱為價(jià)電子,價(jià)電子所在的電子層的電子排布式,稱價(jià)電子層結(jié)構(gòu)。
*主族:同一主族元素具有相同的價(jià)電子結(jié)構(gòu)和相同的最外層電子數(shù)。
7個(gè)A族(主族):ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
7個(gè)B族(副族):ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB
Ⅷ族:排8、9、10列
0族:
He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn
6種稀有氣體
縱行(16個(gè)族)
元素除了按周期和族分類外還可根據(jù)原子的價(jià)電子構(gòu)型把周期表分為五個(gè)區(qū)。s區(qū)、p區(qū)元素為主族元素,s區(qū)全是金屬元素,p區(qū)有金屬和非金屬元素,d、ds、f區(qū)元素,為副族元素,并均為金屬元素。區(qū)s區(qū)
p區(qū)d區(qū)ds區(qū)f區(qū)價(jià)電子構(gòu)型
ns1~2
ns2np1~6
(n-1)d1~9ns1~2
或(n-1)d10ns0(n-1)d10ns1~2(n-2)f1~14(n-1)d0~2ns2
族IAIIAIIIA~VIIA、0族IIIB~VIIB、VIIIIB,IIB鑭系、錒系元素
(3)區(qū)1.原子半徑把晶體(或分子)中相鄰兩個(gè)原子核間距離的一半稱為原子半徑。
(1)金屬半徑是指金屬晶體中相鄰的兩個(gè)原子核間距的一半。(2)共價(jià)半徑是指某一元素的兩個(gè)原子以共價(jià)鍵結(jié)合時(shí),兩核間距的一半。(3)范德華半徑是指兩個(gè)原子只靠范德華力(分子間作用力)互相吸引時(shí),它們原子間距的一半。1.3元素性質(zhì)的周期性同周期:
在短周期中,由于最外層電子數(shù)增加,導(dǎo)致核電荷對外層電子的引力逐漸增強(qiáng),原子半徑逐漸減小。到稀有氣體半徑突然增大,因它們是范德華半徑之故。在長周期中,主族元素原子半徑的遞變規(guī)律和短周期相似。同
族:從上至下增大(電子層數(shù)增大)原子半徑的變化規(guī)律
原子在化合物中吸引成鍵電子能力的相對強(qiáng)弱以電負(fù)性來表示,電負(fù)性越大,其原子吸引成鍵電子能力越強(qiáng),非金屬性越強(qiáng),反之金屬性越強(qiáng)。常用χ=2近似的標(biāo)志金屬和非金屬性。2.電負(fù)性χ同周期:主族元素從左至右增大。同族:主族從上至下減小。常用來判斷化學(xué)鍵性質(zhì)。大的元素之間的化學(xué)鍵以離子鍵為主,相近的金屬元素之間的化學(xué)鍵以金屬鍵為主,相近的非金屬元素之間的化學(xué)鍵以共價(jià)鍵為主。電負(fù)性遞變規(guī)律如下:3.元素的氧化值
定義:當(dāng)分子中原子之間的共用電子對被指定屬于電負(fù)性較大的原子后,各原子所帶的形式電荷數(shù)就是氧化值。元素的氧化值與其價(jià)電子構(gòu)型有關(guān)。由于元素價(jià)電子構(gòu)型是周期性地重復(fù),所以元素的最高氧化值也是周期性地重復(fù)。元素參加化學(xué)反應(yīng)時(shí),可達(dá)到的最高氧化值等于價(jià)電子總數(shù),也等于所屬族數(shù)。1.4化學(xué)鍵一、離子鍵1.離子鍵的形成1)電負(fù)性小的活潑金屬和電負(fù)性大的活潑非金屬相遇,發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,形成正、負(fù)離子,均達(dá)到稀有氣體結(jié)構(gòu)。2)正、負(fù)離子借靜電引力相互靠近,當(dāng)正、負(fù)離子靠近到吸引力和排斥力相等時(shí),整個(gè)體系的能量降到最低,于是,就形成了離子鍵。以NaCl的形成為例:離子鍵:這種原子間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移,形成正、負(fù)離子,然后正、負(fù)離子間由靜電引力形成的化學(xué)鍵稱為離子鍵。離子化合物:由離子鍵形成的化合物。離子鍵的本質(zhì):靜電引力。離子鍵的特征:無飽和性、無方向性。
分子中原子通過共用電子對結(jié)合在一起,從而使分子中每個(gè)原子達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
如+ClClHH二、共價(jià)鍵共價(jià)鍵:原子間靠共用電子對而形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵?!紗栴}〗:①共價(jià)鍵的本質(zhì)是什么?②為什么共價(jià)鍵有飽和性和方向性?③PCl5
(P:10個(gè)e),BF3(B:6個(gè)e),為什么能穩(wěn)定存在?
以上問題,Lewis理論不能解釋。1927年,Heitler和London用量子力學(xué)處理氫氣分子H2,解決了兩個(gè)氫原子之間的化學(xué)鍵的本質(zhì)問題,1931年,Pauling等人發(fā)展了這一成果,建立了現(xiàn)代共價(jià)價(jià)理論。1.價(jià)鍵理論
價(jià)鍵理論的基本論點(diǎn)包括:
1)共價(jià)鍵的本質(zhì)
2)成鍵原理
3)共價(jià)鍵的特點(diǎn)1).共價(jià)鍵的本質(zhì)E0-DRro
計(jì)算表明,若兩個(gè)1s電子以相同自旋的方式靠近,則r越小,V越大。此時(shí),不形成化學(xué)鍵。如圖中上方紅色曲線所示,能量不降低。
從電子云的觀點(diǎn)考慮,可認(rèn)為H的1s軌道在兩核間重疊,使電子在兩核間出現(xiàn)的幾率大,形成負(fù)電區(qū)。兩核吸引核間負(fù)電區(qū),使2個(gè)H結(jié)合在一起。H2
中的化學(xué)鍵,可以認(rèn)為是電子自旋相反成對,結(jié)果使體系的能量降低。2).成鍵的原理(a)能量最低原理(b)電子配對原理自旋方向相反的成單電子的原子相互靠近,通過原子軌道重疊使體系能量降低,電子相互配對形成共價(jià)鍵;(c)原子軌道對大重疊原理成鍵電子的原子軌道發(fā)生重疊時(shí),總是盡可能的最大程度重疊,以盡量降低體系能量。3.共價(jià)鍵的特征
(1)共價(jià)鍵具有有飽和性。一個(gè)原子有幾個(gè)未成對的電子,便可和幾個(gè)自旋相反的電子配對成鍵。(2.)共價(jià)鍵具有方向性。共價(jià)鍵盡可能沿著原子軌道最大重疊的方向(軌道的對稱軸)形成,叫著最大重疊原理。即重疊越多,電子在兩核間出現(xiàn)的機(jī)會越大,形成的共價(jià)鍵也就越穩(wěn)定。第一章
物質(zhì)結(jié)構(gòu)以HCl為例:Cl的3pz
和H的1s軌道重疊,只有沿著z軸重疊,才能保證最大程度的重疊,而且不改變原有的對稱性。4.共價(jià)鍵的類型(1)按共用電子對數(shù)目:共價(jià)單鍵、雙鍵和三鍵
H-CIO=C=ON≡N
(3)按電子云的重疊方式:鍵和鍵鍵:沿著軌道對稱軸方向的重疊形成的共價(jià)鍵。
鍵是成鍵軌道的“頭碰頭”重疊。鍵
沿著軌道對稱軸平行方向的重疊形成的共價(jià)鍵。
鍵是成鍵軌道的“肩并肩”
重疊。N2分子中兩個(gè)原子各有三個(gè)單電子,px、py、pz沿z軸成鍵時(shí),pz
與pz“頭碰頭”形成一個(gè)
鍵。此時(shí),px
和px,py
和py
以“肩并肩”形式重疊,形成兩個(gè)
鍵。所以N2分子的3鍵中,有1個(gè)
鍵,2個(gè)
鍵。兩原子間形成共價(jià)鍵為單鍵,必為
鍵;若為多鍵,必含一個(gè)
鍵。4)非極性共價(jià)鍵和極性共價(jià)鍵
非極性共價(jià)鍵:
化學(xué)鍵中正、負(fù)電荷中心重合,則鍵無極性.如單質(zhì)分子H2
、O2
、N2等分子中的共價(jià)鍵。極性共價(jià)鍵:化學(xué)鍵中正、負(fù)電荷中心不重合,則鍵有極性.如HCl、CO、H2O、NH3等分子中的共價(jià)鍵鍵的極性大小取決于成鍵兩元素原子的電負(fù)性差。電負(fù)性差越大,鍵的極性就越強(qiáng)。5)配位共價(jià)鍵
其共用電子對是由成鍵原子中的某個(gè)原子單方提供,另一個(gè)原子只提供空軌道,但為成鍵原子雙方所共用.用“→”表示,箭頭從提供共用電子對的原子指向接受共用電子對的原子。
配位鍵的形成方式和共價(jià)鍵有所不同,但成鍵后兩者是沒有本質(zhì)的區(qū)別的。2.鍵參數(shù)(1)鍵能(E):衡量化學(xué)鍵強(qiáng)弱的物理量,它表示拆開一個(gè)鍵或形成一個(gè)鍵的難易程度。由于形成共價(jià)鍵必須放出能量,那么拆開共價(jià)鍵時(shí),就需要供給能量。鍵能越大,相應(yīng)的共價(jià)鍵越牢固,組成的分子越穩(wěn)定。(2)鍵長(l)
分子中兩成鍵原子核之間的平衡距離(即核間距)。在不同的分子中,兩原子間形成相同類型的化學(xué)鍵時(shí),其鍵長基本相同。相同原子形成的共價(jià)鍵的鍵長,單鍵>雙鍵>三鍵。鍵長越短,鍵能越大,鍵越牢固。(3)鍵角(α)
分子中鍵與鍵的夾角。它是反映分子空間結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)之一。一般知道一個(gè)分子的鍵長和鍵角,就可以推知分子的空間構(gòu)型。
電子激發(fā)2p2s
2p2s
CH4形成的過程中,C原子的電子曾有過如下的激發(fā)步驟,以得到4個(gè)單電子。
顯然,這4個(gè)單電子所在原子軌道不一致。利用這些原子軌道與4個(gè)H原子形成的化學(xué)鍵,應(yīng)該不完全相同,也不應(yīng)該指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)。CH4
為什么是正四面體結(jié)構(gòu)?1.5雜化軌道理論與分子的幾何構(gòu)型
這些問題用一般價(jià)鍵理論難以解釋。Pauling1931年提出雜化軌道理論,非常成功地解釋了構(gòu)型方面的這類問題。雜化軌道理論發(fā)展了價(jià)鍵理論,可以對已知的構(gòu)型進(jìn)行解釋。1.雜化與雜化軌道的概念
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,形成一組新的原子軌道。這個(gè)過程叫做軌道的雜化,產(chǎn)生的新軌道叫做雜化軌道。
形成CH4分子時(shí),中心碳原子的2s和2px、2py、2pz等四條原子軌道發(fā)生雜化,形成一組(四條)新的雜化軌道,即4條sp3雜化軌道,這些sp3雜化軌道不同于s軌道,也不同于p軌道。2.雜化軌道的類型在sp雜化軌道中,同一原子的1個(gè)s軌道和1個(gè)
p軌道雜化,形成了2個(gè)等價(jià)的sp雜化軌道,每個(gè)雜化軌道中含?s軌道和?p軌道。兩條雜化軌道呈直線形分布互成180°角。例:BeCl2分子直線形,用雜化軌道理論分析其成鍵情況,說明直線形構(gòu)型的原因。Besp雜化
2s22p0
2條sp雜化軌道呈直線形分布,分別與2個(gè)Cl的3p軌道成鍵,故分子為直線形。(a)sp雜化BF3
平面三角形構(gòu)型
Bsp2雜化(b)sp2
雜化
3個(gè)sp2雜化軌道呈三角形分布,分別與3個(gè)F的3p成σ鍵,故BF3分子構(gòu)型為三角形。(c)sp3
雜化sp3雜化軌道由一條ns軌道和三條np軌道雜化而成,形成四條性質(zhì)相同、能量相等的sp3雜化軌道。每條sp3雜化軌道含1/4s和3/4p成分,軌道間夾角為109028‘,sp3雜化的分子或離子其空間構(gòu)型為正四面體。如:CH4(c)sp3
雜化CCl4,SiH4,NH4+,SO42-的中心原子都是sp3
雜化3.等性雜化與不等性雜化等性雜化如C的sp3雜化
,4條sp3
雜化軌道能量一致不等性雜化H2OV形結(jié)構(gòu),Osp3不等性雜化。
判斷是否等性雜化,要看各條雜化軌道的能量是否相等,不看未參加雜化的軌道的能量。氨分子構(gòu)型為三角錐形NO2,SO2
的構(gòu)型為V型,N,S原子為不等性sp2
雜化。一、鍵的極性與分子的極性1.電荷中心:2.極性分子和非極性分子:極性分子:正、負(fù)電荷重心不相重合的分子。非極性分子:正、負(fù)電荷重心相重合的分子。1.6分子間力和氫鍵例子:O=C=O是含有極性鍵的非極性分子。雙原子分子
H2、Cl2、O2分子中存在非極性鍵,為非極性分子。
HF、HCl、HBr、HI分子中存在極性鍵,為極性分子。多原子分子
分子由非極性鍵構(gòu)成(如S8),整個(gè)分子是非極性的。分子由極性鍵構(gòu)成,分子空間構(gòu)型對稱(如CH4,BF3),分子無極性;分子空間構(gòu)型不對稱(如H2O),則分子有極性。二、偶極矩μ
正、負(fù)電荷間的距離(d)與正電荷重心或負(fù)電荷重心上的電量(q)的乘積。
=q·d
是矢量,方向由正到負(fù),單位:C·m
越大,分子極性越強(qiáng)
=0分子是非極性分子HF>HCl>HBr>HI偶極矩(μ)
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