延邊大學 《無機化學》課件 第九章分子結構

第九章第二節(jié)共價鍵(covalentbond)第三節(jié)分子間作用力第四節(jié)離子極化第五節(jié)晶體(自學)一、離子鍵的形成和特點 、離子的特征一、離子鍵的形成和特點NaNa+—得失電子后得到的陰陽離子間靠靜電引力相互靠近，當吸引力與斥力達到暫時的平衡，整個體系的能量降低到最低點(實驗),陰陽離子在平衡位置上振動，構成穩(wěn)定的離子鍵。2.離子的電子組態(tài)(構型)電子構型對化合物性質的影響組態(tài)溶解度g/100g水中二、離子的特征3.離子半徑離子電荷數(shù)相同，半徑越小，吸引力越大，離子鍵越強，形成的化合物熔沸點越高。硬度學說，建立了經典的共價鍵理論。電子對吸引兩個原子核，并使每個原初步揭示了共價鍵與離子鍵的本質區(qū)別初步揭示了共價鍵與離子鍵的本質區(qū)別個成鍵時，兩原子軌道重疊越多，兩核間電子云越密集，形成的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一、價鍵(valencebond)理論 (原子軌道重疊方式不同)(二)正常共價鍵和配位共價鍵(提供電子的方式不同)“頭碰頭”方式重疊軌道的重疊部分沿鍵軸呈圓柱形對稱分布XXXX·軌道的重疊程度架，可單獨存在，兩原子間只可能有1個般與σ鍵共存于具有雙鍵或叁鍵的分子中共價雙鍵共價三鍵存在任何共價鍵中疊程度較小性質核間2.成鍵兩原子沿鍵軸不能自雜化軌道理論雜化軌道理論同一原子中能量相近的不同類型原子軌道，在成鍵過程中，重新組合成為一組能量相等的新軌道，以增強成鍵能力雜化軌道：通過雜化所組成的新的軌道叫~。(一)雜化軌道理論的要點1.在成鍵過程中，同一原子中參加成鍵的幾個能量相近的不同類型的原子軌道可以進行線性組合，重新分配能量和確定空間方向，組成數(shù)目相等的新的原子軌道。這種軌道重新組合的過程→雜化雜化后所形成新軌道雜化軌道有幾個軌道參加雜化，就形成幾個雜化軌道(二)軌道雜化類型及實例雜化軌道理論十+十二二激發(fā)激發(fā)NNN激發(fā)雜化軌道理論激發(fā)spd型雜化雜化類型2sp3或sp3d2雜化軌道數(shù)46空間構型平面四方形實例PCl?中心原子的軌道要雜化雜化軌道與原來軌道比軌道數(shù)目相同形狀發(fā)生變化方向發(fā)生變化1.乙炔CH=CH空間構型如何?試分析其分子的形成。2.乙烯CH?=CH?分子中，每個C是平面三角形，試分析其分子(三)等性雜化和不等性雜化(三)等性雜化和不等性雜化軌道p成分類型孤電子對成鍵p成分p成分NH,分子H,O分子提供的電子數(shù)提供的電子數(shù)=族數(shù)氫、鹵素—1個氧族—0個√陽離子—減去陽離子電荷數(shù)陰離子—加上陰離子電荷數(shù)√奇電子出現(xiàn)時，當作電子對看待根據(jù)中心原子的價層電子對的排布方式，把配位原子排布在中心原子周圍，每一對電子連接一個配位原子，未結合配位原子的電子對就是孤對電子選擇靜電斥力最小的結構，即為分子或離子的空間構型。理想構型：電子對數(shù)=配位數(shù)(無孤對電子)分子構型=電子對空間構型價層電子對：5對空間排布方式為三角雙錐分子空間構型：三角雙錐形價層電子對數(shù)價層成鍵孤對分子電子對的排布分子構型電子電子電子類型對排對數(shù)對數(shù)4四面體4U正四面體31AB?三角錐形NH?22角形H?O價層價層類型三角0AB?1變形四面體2T形3AB?直線形3價層價層類型電子對的排布6八面體0AB?SF?51AB?42SF?、CIF?和XeF?的典型結構能級能級五、分子軌道理論(一)分子軌道理論要點*原子軌道分子軌道原子軌道五、分子軌道理論能如果參加線性組合的原子軌道的能量不相等，在它們組成的分子軌道中，能量低的成鍵軌道比原來能量低的原子軌道能量還要低，能量高的反鍵軌道比原來能量高的原子軌道的能量還要高。能級能級五、分子軌道理論原子軌道泉原子軌道分子軌道奇數(shù)時，將出現(xiàn)非鍵軌道，非鍵軌道的能量與原來的原子軌道能量差不多，進入這種軌道的電子對分①p-p①圓柱形對稱的叫做“σ軌道”。特點：頭碰頭重疊*原子軌道沿著肩并肩重疊所形成的鍵叫“π軌道”。特點：肩并肩重疊兀p-p元成鍵軌道中，電子云都是在兩個核之間比較密集成鍵軌道中，電子云都是在兩個核之間比較密集反鍵軌道中，電子云遠離兩核的中間區(qū)域，集中在兩核的外側。五、分子軌道理論依據(jù)：光譜實驗數(shù)據(jù)A圖：當原子的2S-2P軌道能差大時B圖：當原子的2S-2P軌道能差小時，需的能量升高了，造XRXRA興興X五、分子軌道理論鍵級2鍵級=0.5,三電子鍵He?分子不存在鍵級=0.5,三電子鍵(五)分子軌道理論的應用實例鍵級=3N=N,三鍵本傘2p本傘2p(一)分子的極性與鍵的極性的關系(一)取向力(二)誘導力三)色散力(三)氫鍵對物質性質的影響一、分子的極性μ=q·dd——正負電荷重心距離分子間作用力電偶極矩是一個矢量，其方向是從正電荷重心指向負電荷重心。極性分子1873年，范德華發(fā)現(xiàn)并提出了分子間作用力因此，人們把分子間力又叫做范德華力。取向力誘導力色散力●它是永遠存在于分子間的一種作用力。●它是一種吸引力，其作用力相當于化學鍵的●因為范德華力的本質是靜電引力，所以它與●范德華力作用范圍極小，只有幾個A,是一種近距離作用力。(一)取向力(一)取向力(二)誘導力(二)誘導力(二)誘導力結論：極性分子之間既有取向力，又有誘導力；(三)色散力(三)色散力(三)色散力結論.色散力存在于一切分子之間，它在分子間力中占主要成份?？偨Y色散力之間XV子之間XX分子間力越大，熔、沸點越高分子量分子間力?沸點/K熔點/K(以色散力為主)同系列物質的分子量越大，色散力越大，熔點、沸點越高。ūū=qd一、分子的極性與分子的極化雙原子分子雙原子分子非極性鍵非極性分子電偶極矩μ多原子分子鍵的極性6方向：正電荷重心→負電荷重心十十十+十十(一)氫鍵的產生：分子間作用力氫鍵的特點：氫鍵是較強的、有方向性和飽和性的范德華力氫鍵的鍵能與分子間力有著相同的數(shù)量級。不是化學鍵。它是一種特殊的分子間力，與一般的分子間力不同，具有方向性和飽和性。極化作用c與離子電荷的平方成正比與離子有效半徑成反比18(18+2)電子構型離子>9~17”>8二、離子極化規(guī)律變形性2.陰離子電荷越高，半徑越大，越容易變形，I-、S2-有很大的變形。3.陽離子外層如果有d電子，也具有變形性，具有18+2型電子的構型離子變形性更大。4.陽離子變形性較大時，它可以極化陰離子，使陰離子產生偶極矩。另一方面，變形了的陰離子反過來對陽離子也有極化作用，使陽離子變形，被極化的陽離子，對陰離子有更強的極化作用。這種反復作用叫附加極化。(一)離子極化對晶體鍵型的影響鍵型離子型離子型共價型共價型離子型過渡型過渡型共價型三、離子極化理論的應用SS三、離子極化理論的應用(三)離子極化對無機化合物穩(wěn)定性及熔點的影響熔點數(shù)據(jù)：單位(℃)化合物熔點低，穩(wěn)定性差(分解溫度低)(三)離子極化對無機化合物穩(wěn)定性及熔點的影響(三)離子極化對無機化合物穩(wěn)定性及熔點的影響的是(),為什么?BeCO?MgCO?CaCO?(四)離子極化對無機化合物顏色的影響參考：普通物理物質呈現(xiàn)的顏色，是入射的可見光去掉被吸收光后剩下的那一部分可見光的顏色收的光色是互補色有顏色的離子形成的