1、,無機化學(xué)多媒體電子教案,第六章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第一節(jié) 鍵參數(shù),鍵參數(shù),表征化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量,如 鍵能、鍵長、鍵角,6-1-1 鍵能,如,鍵能越大，化學(xué)鍵越牢固,6-1-1 鍵能,對多原子分子, 鍵能=逐級解離能的平均值 H2O(g) H(g) + OH(g) D (HOH) = 498 kJmol-1 OH(g) H(g) + O(g) D (OH) = 428 kJmol-1 E (OH)=D (HOH)+D (OH)/2=463kJmol-1,6-1-2鍵長,6-1-2 鍵長(Lb),6-1-3 鍵角,無機化學(xué)多媒體電子教案,第六章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第二節(jié) 價鍵理論,共價鍵理論,現(xiàn)代

2、價鍵理論是建立在量子力學(xué) 基礎(chǔ)上的，主要有：,價鍵理論：認為成鍵電子只能在以化 學(xué)鍵相連的兩原子間的區(qū) 域內(nèi)運動,分子軌道理論：認為成鍵電子可以在 整個分子區(qū)域內(nèi)運動,6-2-1 共價鍵,實驗測知: H2 核間距74pm H 玻爾半徑53pm,說明H2分子形成時： 成鍵電子的軌道發(fā)生了重疊，使核間形成了 電子概率密度較大的區(qū)域，削弱了兩核間的 正電排斥，增強了核間電子云對核的吸引， 使體系能量降低，形成共價鍵,共價鍵：原子間由于成鍵電子的原子軌道 重疊而形成的化學(xué)鍵,共價鍵的形成以H2為例,價鍵理論(電子配對法)要點,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

3、的電子配對成鍵,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,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,不能成鍵,能成鍵,原子軌道的重疊,只有當(dāng)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(xué)鍵,原子軌道重疊的對稱性原則,共價鍵的類型,鍵、鍵、鍵,對鍵軸(x軸)具有圓柱形對稱性,電子：形成鍵的電子,對xy平面具有反對稱性,即重疊部分對xy平面的上、下兩側(cè)，形狀相同、符號相反,電子：形成鍵的電子,例N2,價鍵結(jié)構(gòu)式,NN,分子結(jié)構(gòu)式,化學(xué)鍵示意圖,或 :NN:,配位共價鍵,2. 另一個原子價層有空軌道(電子接受體),例 C

4、O,6-2-2 離子鍵,離子鍵,鍵型過渡,越大，鍵的極性越強。,極性鍵含有少量離子鍵和大量共價鍵成分， 大多數(shù)離子鍵只是離子鍵成分占優(yōu)勢而已。,鍵型過渡, 2.1-2.1=0 2.5-2.1=0.4 2.8-2.1=0.7 3.0-2.1=0.9 4.0-2.1=1.9 4.0-0.9=3.1,第二節(jié) 結(jié)束,第六章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),無機化學(xué)多媒體電子教案,第三節(jié)分子的幾何構(gòu)型,無機化學(xué)多媒體電子教案,第六章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第三節(jié) 分子的幾何構(gòu)型,6-3-1 價鍵理論的局限性,如CH4,應(yīng)形成四個CH 鍵不完全相同。與實際不符,6-3-2 雜化軌道理論,雜化軌道理論的要點,為解決價鍵理論的局限

5、性，鮑林在價鍵 理論中引入了雜化軌道的概念,雜化軌道理論的要點,雜化軌道理論的要點,雜化類型,例 BeCl2,雜化類型,sp2雜化個s 軌道+2個p 軌道,雜化類型,sp2雜化個s 軌道+2個p 軌道,雜化類型,sp3雜化個s 軌道+3個p 軌道,雜化類型,sp3雜化個s 軌道+3個p 軌道,例 CH4,雜化類型,不等性sp3雜化,例 NH3,N,雜化類型,不等性sp3雜化,例 H2O,O,不等性sp3,折線(V)形,其它雜化類型 如 s-p-d 或 d-s-p,例 SF6 sp3d2雜化,束,第三節(jié) 結(jié)束,第六章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),無機化學(xué)多媒體電子教案,無機化學(xué)多媒體電子教案,第六章 分子結(jié)

6、構(gòu)與性質(zhì),第四節(jié) 分子軌道理論,不能解釋有的分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),如 O2,O O,2s 2s,2p 2p,OO,O=O,根據(jù)價鍵理論，氧分子中有一個鍵和一個 鍵，其電子全部成對。 但經(jīng)磁性實驗測定，氧分子有兩個不成對 的電子，自旋平行，表現(xiàn)出順磁性。,價鍵理論的局限性,如 O2,O O,2s 2s,2p 2p,OO,O=O,價鍵理論的局限性,6-4-1 分子軌道的基本概念,6-4-2 分子軌道的形成,s-s原子軌道的組合,p-p原子軌道的組合,6-4-2分子軌道的形成,6-4-3 分子軌道的能級,每種分子的每個分子軌道都有確定的能量， 不同種分子的分子軌道能量是不同的， 可通過光譜實驗確定。,O

7、2、F2分子的分子軌道能級,能量,O2、F2分子，分子軌道的能級,1s,1s,2s,2s,2p,2p,A.O M.O A.O,例F2,1s,1s,2s,2s,2p,2p,A.O M.O A.O,能量,能量,A.O M.O A.O,1s,1s,2s,2s,2p,2p,例 N2,6-4-4 分子軌道的應(yīng)用,推測分子的存在和闡明分子的結(jié)構(gòu),描述分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,鍵級分子中凈成鍵電子數(shù)的一半,注意：鍵級只能粗略估計分子穩(wěn)定性的相 對大小，實際上鍵級相同的分子穩(wěn) 定性也有差別。,+,預(yù)言分子的磁性,順磁性是指具有未成對電子的分子在 磁場中順磁場方向排列的性質(zhì) 具有此性質(zhì)的物質(zhì)順磁性物質(zhì),反磁性是指無未成

8、對電子的分子在磁 場中無順磁場方向排列的性質(zhì) 具有此性質(zhì)的物質(zhì)反磁性物質(zhì),1s,1s,2s,2s,2p,2p,A.O M.O A.O,例 O2,1個鍵、 2個三電子鍵,O2為順磁性物質(zhì),第四節(jié) 結(jié)束,第六章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),無機化學(xué)多媒體電子教案,第五節(jié)分子間力和氫鍵,無機化學(xué)多媒體電子教案,第六章 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),第五節(jié) 分子間力和氫鍵,分子間力,氣體液化成液體，液體凝固成固體。 表明在物質(zhì)分子間還存在著相互作用力， 這種分子間力稱為范德華力。,分子間力是決定物質(zhì)的沸點、熔點、 氣化熱，熔化熱、溶解度、表面張力、 粘度等性質(zhì)的主要因素。,6-5-1 分子的極性和變形性,6-5-1 分子的極性

9、和變形性,分子的極性,電荷中心正電荷或負電荷的集中點,如果分子的正電荷中心和負電荷中 心不重合在同一點上, 那么分子就具有 極性。,分子的極性,兩個相同原子組成的分子，正、負電荷中心重合，不具有極性，為非極性分子。,例 H2,不同原子組成的分子，負電荷中心比正電荷中心更偏向電負性大的原子，使正、負電荷中心不重合，為極性分子。,即 雙原子分子 分子的極性取決于鍵的極性 有極性鍵的分子一定是極性分子 極性分子一定含有極性鍵,分子的極性,多原子分子,例 H2O,極性分子,CO2,非極性分子,分子的極性,鍵的極性 取決于成鍵兩原子共用電子對的偏離,分子的極性 取決于分子中正、負電荷中心是否重合,分子類

10、型,分子的極性,分子中電荷中心的電荷量(q)與正、負電荷中心距離(d)的乘積,=q d,d偶極長度; 庫米(Cm),=0 非極性分子 極性分子,越大, 分子極性越強,根據(jù)可以推斷某些分子的幾何構(gòu)型 如CS2 =0 則為直線形分子 SO2 =5.33 則為V形分子,分子的變形性,分子的變形性,極性分子,固有偶極 誘導(dǎo)偶極,分子的偶極=固有偶極+誘導(dǎo)偶極,極性分子本身是個微電場，因而: 極性分子與極性分子之間， 極性分子與非極性分子之間 也會發(fā)生極化作用,6-5-2 分子間力,6-5-2 分子間力,分子間力的種類,色散力 誘導(dǎo)力 取向力,分子間力的產(chǎn)生,非極性分子正負電荷中心重合，分子沒有極性。但

11、電子在運動，原子核也在不停地振動。使原子核與電子云之間發(fā)生瞬時的相對位移。正、負電荷中心暫時不重合，產(chǎn)生瞬時偶極。這種瞬時偶極盡管存在時間極短, 但電子和原子核總在不停地運動, 瞬時偶極不斷地出現(xiàn)。,色散力分子間由于瞬時偶極 所產(chǎn)生的作用力,分子間力的產(chǎn)生,1. 由于電子與原子核的相對運動，極性分子也會出現(xiàn)瞬時偶極，所以非極性分子與極性分子之間也存在色散力。,2. 非極性分子在極性分子固有偶極作用下，發(fā)生變形，產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極，誘導(dǎo)偶極與固有偶極之間的作用力稱為誘導(dǎo)力。,分子間力的產(chǎn)生,3. 存在色散力。,2. 極性分子定向極化后，會進一步產(chǎn)生誘 導(dǎo)偶極，存在誘導(dǎo)力。,1. 極性分子相互靠近時，發(fā)

12、生定向極化， 由固有偶極的取向而產(chǎn)生的作用力稱 為取向力。,分子間力的產(chǎn)生,分子間力的特點,分子間力的影響因素,分子間距離：分子間距離越大， 分子間力越弱,分子間力對物質(zhì)性質(zhì)的影響,分子間力對物質(zhì)性質(zhì)的影響,溶質(zhì)或溶劑分子的變形性越大， 分子間力越大，溶解度越大。,6-5-3氫鍵,6-5-3 氫鍵,t/,周期數(shù),2 3 4 5 2 3 4 5,同周期氫化物熔、沸點隨相對分子質(zhì)量的增大而升高，但NH3、H2O、HF特殊。,100 0 -100 -200,NH3,PH3,AsH3,HF,HCl,HBr,HI,H2O,H2S,H2Se,H2Te,熔點,沸點,氫鍵的形成,如,F的電負性大，其共用電子對強烈偏向F， H只有一個電子，其電子云偏向F后, 幾乎 呈質(zhì)子，對附近另一個HF分子中的F產(chǎn)生 靜電吸引作用, 該靜電吸引作用力為氫鍵。,氫鍵的形成,如,氫鍵的強度,如H2O 氫鍵鍵能為