無機化學第六章分子的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(1)

1、無機也號，桂停電5數(shù)案第六章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)鍵參數(shù)I整客L表征化學鍵性質(zhì)的物理量鍵能、鍵長、鍵角6-M鍵能鍵能：氣體分子每斷開Imol某鍵時的焙變HCI (g) 2般.H(g) + Cl(g)EKH - Cl)=zc=431kJ-mor1鍵能可衡量化學鍵的牢固程度鍵能越大，化學鍵越牢固對雙原子分子，擘能二鍵的解離能(0H2 睪翳*2H(g)- H)= J436kJnwE6，1鍵能；對多原子分子9鍵能二逐級解離能的平均值H2O(g) - H(g) + OH(g)De(H-OH) = 498 kj-mol1OH(g)-H(g) + O(g)D(O-H) = 428 kj-mol1E%o - h

2、)=Oh - oh)+Z)o - H) /2=463kJmoH同一種鍵在不同分子中，鍵能大小可能不同$。/ 中 QN -N) = 167 kj mor1N2H/g)中ON-N) = 247 kJ mor16-13鍵角鍵長：分子內(nèi)成鍵兩原子核間的平衡距離H-HC1-C1Br-BrLJpm74.0I98J228.4266.6H-F H-Cl H-BrH-I4/pm9L8127,4140.8160.8,同一種鍵在不同分子中，鍵長基本是個定值鍵C-C金剛石乙烷丙烷“pm154153154155鍵長越短，鍵能越大,化學錮然牢固鍵c-cC=Cc=cLJpm154134120/kJ，moH356598813

3、鍵N-NN=NN=NLJpm146125109.8ETkJnol”160418946鍵C-NC=NC=NWpm147132116EkJmoH285616866三角錐形無機也看,族體，5秋案第六章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)價鍵理論共價鍵理論現(xiàn)代價鍵理論是建立在量子力學基礎(chǔ)上的,主要有: 價鍵理論：認為成鍵電子只能在以化學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 重疊而形成的化學鍵使體系能量降低，形成共價鍵兩原子靠近時，自旋方向相反的未成對的價電子可以配對，形成共價鍵成鍵電子的原子軌道重疊越多，形成 的共價鍵越牢

4、固最大重疊原理共價鍵特征飽和性: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 NW 2Pz十nN, :N=N:N便2P“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 SCDCWDCOOOO CDCKDCDOOO3s 3P3d f3s 3p 3d-S- + 6l-F:l-F-F29/ F FFTi共價鍵特征方向性:為滿足最大重總原理，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原子軌道重疊的對稱性原則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，形成化學鍵當兩原子軌道以對稱性相同的部分（即“州與一與“一”）重蕊P

5、x-S原子軌道重疊的對稱性原則只有當原子軌道對稱性相同的部分重會,原子間的概率密度才會增大，形成化學鍵當兩原子軌道以對稱性不同的部分（即 +與）重壁，原子間的概率密度幾乎等于零，難以成鍵共價鍵的類型按鍵是否有極性分:共價鍵極性共價鍵強極性鍵:如H-C1弱極性鍵:如H-I非極性夬價鍵4H-H、CI-C1按原子軌道重疊部分的對稱性分:。鍵、加鍵、a鍵。鍵：原子軌道以“頭碰頭”的形式重 疊對鍵軸（X軸）具有圓柱形對稱性。電子：形成。鍵碼電，九鍵：原子軌道以“肩并肩”的形式重 疊所形成的里,對xy平面具有反對稱性Z Z I即重會部分對邛平面X的上、下兩側(cè)，形狀 相同、符號相反冗電子：形成加鍵的電子例n

6、2價鍵結(jié)構(gòu)式:NN; 分子結(jié)構(gòu)式N三N或:N=N: 5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配位共價鍵含義：凡共用電子對由一個原子單方面 提供所形成的共價鍵形成條件：1 . 一個原子價層有孤電子對（電子給予體）2 .另一個原子價層有空軌道（電子接受體）例CO2s 2pc W0汽配鍵o 戈:C = O 電子式分子結(jié)構(gòu)式7T一匚3鍵:CO:-nq價鍵結(jié)構(gòu)式6-2-2離子鍵離子鍵本質(zhì)：陽、陰離子之間的靜電引力存在：離子晶體和少量氣態(tài)分子中特征：無方向性和飽和性鍵型過渡兩原子是形成離子鍵還是共價鍵取決于:兩原子吸引電子的能力,即兩元素電負性的差值（,調(diào)大，鍵的極性越強。極性鍵含有

7、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。電負性差值雯，鍵的極性留x 1H : HH : I:離子鍵Na :F:鍵型過;非極性鍵 極性鍵2.121=02.5-2.1=0.42.821=0.73.021=0.94.021 = 1.94.00.9=3.1無機出號，柒體&秋泉 第六章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)結(jié)束I無機也號f旗體電，般索第六章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)分子的幾何構(gòu)型6-3-1價鍵理論的局限性價鍵理論能較好地說明一些雙原子分子價鍵的形成實際測定一10902B正四面體形3 CH4按價鍵理論嘴3邀應(yīng)形成四個C-H鍵不不能很好地說明多原子分子的價鍵形成和 幾何構(gòu)型完全相同。與實際

8、不符6-3-2雜化軌道理論為解決價鍵理論的局限性，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，原子成鍵時，參與成鍵的若干個能級相近 的原子軌道相互“混雜”，組成一組新軌道（雜化軌道），這一過程叫原子軌道的“雜化化軌道理論的要,就形成幾個雜化軌道雜化軌道理論的要點,就形成幾個雜化軌道雜化軌道比原來未雜化的軌道成鍵能力強,形成化學鍵的鍵能大，生成的分子穩(wěn)定雜化類型”P雜化1個S軌道+ 1個P軌道實例BeCI2, CO2雜化軌軌道雜化軌成鍵分子 道含量3角道構(gòu)型類型構(gòu)型 3% 180。直線形。鍵直線形例 BeCI2Be歿空之吟吟喀QPClBeCl直線形雜化軌道成鍵構(gòu)型類型 正三角形。鍵分

9、子構(gòu)型正三角形雜化類型p2雜化一 1個軌道+2個p軌道雜化軌雜化軌軌道 道數(shù)目道含量夾角3 |p 120雜化軌道成鍵 飛型類型分子構(gòu)型正三角形。鍵正三角形雜化類型雜化類型sp2雜化1個S軌道+2個p軌道雜化軌雜化軌軌道 道數(shù)目一道含量夾角 3s,知120。p3雜化1個軌道+3個p軌道雜化軌雜化軌軌道夾雜化軌道成鍵 分子 道數(shù)目道含量.角_構(gòu)型 類型-構(gòu)型雜化類型印3雜化1個軌道+3個p軌道雜化軌雜化軌軌道夾雜化軌道成鍵分子道數(shù)目道含量.角.構(gòu)型類型構(gòu)型jp 10f28,正四面體正四面體CXWD sp3例ch4i 2P - 2p10y28 .sp3雜化雜化類型sp sp2雜化軌道構(gòu)型直線形三角形

10、!1!面體形雜化軌道中孤電子對數(shù)0001直線形三角形正四面體實例BeCLCO；BF3 CH4 CC14SO； SiH42V形HQ4鍵角 180120109 28 107 18,104 45r分子極性無 無 無 有 有其它雜化類型如 s-p-d 或 d-s-p正八面體例SF6sp3(P雜化s圖噌8 金1D罌XD皆無機也號3族體電&般橐第六章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第三節(jié)除結(jié)束無機也號,出停電5截橐第六章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)3nn.第四P分子軌道理論價鍵理論的局限性不能解釋有的分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)根據(jù)價鍵理論，氧分子中有一個o鍵和一個 兀鍵，其電子全部成對6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)

11、出順磁性。一寫.一 一價鍵理論的局限性不能解釋有的分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不能解釋H2+的穩(wěn)定存在:（HH）+分子軌道理論的崛起能成功地說明許多分子的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性能* 一 丁 x6-4-1分子軌道的基本概念把分子作為一個整體，電子在整個分子中 運動。分子中的每個電子都處在一定的分 子軌道上，具有一定的能量。分子軌道由原子軌道組合而成，其數(shù)目等 于原子軌道數(shù)目之和。分子中電子的分布和在原子中分布相同：遵守泡里原理、能量最低原理和洪德規(guī)則。電子進入分子軌道后，若體系能量降低, 即能成鍵。6-4-2分子軌道的形成SS原子軌道的組合M.O成鍵軌道能量。軌道器 反鍵軌道能量0電子色分。2. Fz分子的分子軌道能

12、級b_ 生戶*：_ 2p_ , 吟U 1A.O M.O A.O。2, F2分子，分子軌道的能級a*一,例 F2舛增為二 2ptt+，+也pWpF電子分布式Is22522P5F2分子軌道式；+2si叱HiF2(rls)2(als) (q2s)2 (cj*2s尸 (cr2p J (n2pv)2 (兀 2Pz)2(九 字2pj2 (K*2pz)2A.OIsM.O A.O分子結(jié)構(gòu)式是否存在分子軌道式分子軌道 能級 示意圖不存在Be2KK(als)2(U-J lJ I 1 I W / I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)。 0-十片 +，O -

13、i O.全 + TZ3=E=H=E分子間力的產(chǎn)生非極性分子與極性分子之間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)生極性分子與極性分子之間1 .極性分子相互靠近時，發(fā)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。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。3 .存在色散力I。,， - Z分子間力的特點是一種電性隹用力 作用距離短，作用范圍僅為幾百皮米(pm)作用能小，一般為幾到幾十千

14、焦每摩爾, 比鍵能小12個數(shù)量級無飽和性和方向性 對大多數(shù)分子來說，以色散力為主(除4性很大且存在氫鍵的分子，如H?O外)對大多數(shù)分子來說，以色散力為主（除極 性很大且存在氫鍵的分子，如耳。外） .7 I, “n，分子間力的影響因素分子間距離：分子間距離越大, 分子間力越弱取向力：溫度越高，取向力越弱分子的偶極矩越大，取向力越強誘導(dǎo)力:極性分子的偶極矩越大非極性分子的極化率越大誘導(dǎo)力越強色散力：分子的極化率越大,色散力越強分子間力對物質(zhì)性質(zhì)的影響10一4。於丫一1HeNeArK7 xlRn0.2250.436 1.813 2.7374.4516.029熔點一匕一-272.2-248.67-18

15、9.2156.0111.9-71沸點268.9-245.9485.7 152.7-107-6L8一般來說，結(jié)構(gòu)相似的同系 列物質(zhì)相對分子 質(zhì)量越大，分子變形性越大, 分子間力越強， 熔、沸點越高。1，一川1分子間力越大，溶解度越大。7mCHe0.225-272.2-268.90.1370.5990.684Ne0.436-248.67245.90.1740.8571.15Ar1.813-189.2-185.70.4146.548.09Kr2.737-156.0452.70.888Xe4.451-111.9-1071.94Rn6.029-716L84J421L2254.9力（Idem2】）1.655.897.33氫鍵的強度可用氫鍵鍵能表示通式：XH