項(xiàng)目四認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)

應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)群資源庫無機(jī)化學(xué)主講人：何燕教學(xué)目標(biāo)具有聯(lián)系物質(zhì)性質(zhì)與其分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系的能力。具有根據(jù)離子鍵理論、共價(jià)鍵理論和金屬鍵理論判斷化合物類別的能力。能力目標(biāo)掌握離子鍵、共價(jià)鍵和金屬的基本特征和它們的區(qū)別。

掌握價(jià)鍵理論，雜化軌道理論。

了解分子間作用力及氫鍵的性質(zhì)和特點(diǎn)知識目標(biāo)

培養(yǎng)誠實(shí)守信、團(tuán)結(jié)協(xié)作、愛崗敬業(yè)精神；培養(yǎng)安全、環(huán)保、健康生產(chǎn)意識；培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力；

創(chuàng)新能力培養(yǎng)等。

素質(zhì)目標(biāo)2目錄contents4.1原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)4.2認(rèn)識原子核外電子排布與元素周期律4.4化學(xué)鍵4.3元素性質(zhì)的周期性4.5雜化軌道理論與分子的幾何構(gòu)型4.6分子間力和氫鍵4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論20世紀(jì)初，在原子結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，建立了化學(xué)鍵的電子理論。共價(jià)鍵是現(xiàn)代化學(xué)鍵的理論核心．一、現(xiàn)代價(jià)鍵理論1、氫分子的形成

兩個(gè)氫原子電子自旋方式相反，靠近、重疊，核間形成一個(gè)電子幾率密度較大的區(qū)域。系統(tǒng)能量降低，形成氫分子。為什么自旋相反的單電子能配對成鍵？氫分子的能量與核間距的關(guān)系曲線（a）(b)

氫分子的兩種狀態(tài)4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論2、現(xiàn)代價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn)1）電子配對原理2）最大重疊原理兩原子各自提供1個(gè)自旋方向相反的電子彼此配對?，F(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為:共價(jià)鍵的形成是由于成鍵原子電子云的重疊.兩個(gè)原子軌道重疊部分越大，兩核間電子的概率密度越大，形成的共價(jià)鍵越牢固，分子越穩(wěn)定。——方向性4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論氯化氫分子軌道重疊方式

如下圖(ａ)所示，當(dāng)氫原子的１ｓ軌道與氯原子的３ｐｘ軌道發(fā)生重疊，形成氯化氫分子時(shí)，氫原子的１ｓ軌道沿著ｘ軸與氯原子的３ｐｘ軌道發(fā)生最大限度的同號重疊，形成穩(wěn)定的共價(jià)鍵，像這種重疊，稱之為有效重疊。4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論3、共價(jià)鍵的特征

飽和性:當(dāng)原子通過原子軌道重疊形成共價(jià)鍵時(shí)，兩原子軌道重疊的越多，兩核間電子云越密集，形成的共價(jià)鍵就越牢固，這稱為原子軌道的最大重疊原理。因此，共價(jià)鍵具有方向性．

方向性:自旋方向相反的未成對電子配對形成共價(jià)鍵后，就不能再和其他原子中的未成對電子配對．所以每個(gè)原子所能形成共價(jià)鍵的數(shù)目取決于該原子中的未成對電子的數(shù)目．這就是共價(jià)鍵的飽和性．4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論4、共價(jià)鍵的類型1）按是否有極性:極性鍵非極性鍵:

強(qiáng)極性鍵:

弱極性鍵:如H2O,HCl中的共價(jià)鍵如H2S,HI中的共價(jià)鍵如N2,H2中的共價(jià)鍵4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論（2）按原子軌道重疊部分所具有的對稱性分:

鍵:

鍵:當(dāng)成鍵原子軌道沿鍵軸（兩原子核間的連線）方向靠近，以“頭碰頭”方式進(jìn)行重疊，重疊部分集中于兩核之間，通過并對稱于鍵軸，這種鍵稱為

鍵。（頭碰頭）4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論當(dāng)兩個(gè)成鍵原子軌道沿鍵軸方向靠近，原子軌道以“肩并肩”方式進(jìn)行重疊，重疊部分在鍵軸的兩側(cè)并對稱于與鍵軸垂直的平面，這樣形成的鍵稱為

鍵。（肩并肩）+－+－xx++--zz頭碰頭肩并肩4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論

鍵:

s-ss-pS-S重疊S-P重疊p-pP-P重疊4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論

鍵:

s-ss-p4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論

鍵:p-p4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論

鍵:4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論

鍵:在具有雙鍵或叁鍵的兩個(gè)原子之間,常既有

鍵又有

鍵.4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論N2中p-pσ鍵和p-pπ鍵的形成過程σπyNNπzπzπy4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論N≡N分子結(jié)構(gòu)N24.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論σ鍵與π鍵的比較4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論5、共價(jià)鍵的參數(shù)在一定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓下斷裂1mol化學(xué)鍵所需要的能量.1.鍵能:離子鍵的鍵能為晶格能金屬鍵的鍵能為內(nèi)聚能.共價(jià)鍵的鍵能為離解能或多次離解能的平均值.

離解能:

在一定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓下將1mol理想氣態(tài)分子離解成理想氣態(tài)原子所需要的能量.4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論某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(jià)鍵平均鍵能共價(jià)鍵平均鍵能H2436HF565C－H413N－H391F2165HCl431C－F460N－N159Cl2247HBr366C－Cl335N＝N418Br2193HI299C－Br289N≡N946I2151NO286C－I230O－O143N2946CO1071C－C346O＝O495O2493C＝C610O－H463C≡C8354.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論分子內(nèi)成鍵兩原子核間的平均距離,可用Lb表示.一種鍵的性質(zhì)主要取決于成鍵原子的本性.在兩個(gè)確定的原子之間,若形成不同的化學(xué)鍵,其鍵長越短,鍵能就越大.2.鍵長:4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論共價(jià)鍵鍵能/kJ·mol-1

鍵長/pm共價(jià)鍵鍵能/kJ·mol-1

鍵長/pm346602835154134120F-FCl-ClBr-BrI-IC-CC=CC

C一些共價(jià)鍵鍵能和鍵長15924319315114119922826792127141161570432366298..H-FH-ClH-BrH-I4.4.2認(rèn)識共價(jià)鍵理論3.鍵角:分子中兩個(gè)相鄰化學(xué)鍵之間的夾角.鍵長和鍵角是描述分子幾何構(gòu)型的兩要素.分子式鍵長/pm(實(shí)驗(yàn)值)

鍵角

(實(shí)驗(yàn)值)幾何構(gòu)型H2SCO2NH3CH413492o角型116.2180o直線型三角錐型正四面體型1011