《化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)》課件

《化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)》歡迎來到《化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)》課程，我們將一起探索物質(zhì)世界的奧秘。課程大綱化學(xué)鍵概述什么是化學(xué)鍵？化學(xué)鍵的類型及其特點(diǎn)。分子結(jié)構(gòu)VSEPR理論，分子軌道理論，雜化軌道概念。分子間作用力分子間作用力的類型及其對物質(zhì)性質(zhì)的影響。化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)活化能，化學(xué)反應(yīng)速率，酶促反應(yīng)機(jī)理?；瘜W(xué)鍵概述化學(xué)鍵是原子之間相互作用力，使原子結(jié)合成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，形成分子或晶體。離子鍵離子鍵是由電負(fù)性差異很大的兩種原子相互作用形成的，形成陰陽離子之間的靜電吸引。離子鍵的特點(diǎn)1強(qiáng)鍵離子鍵是化學(xué)鍵中最強(qiáng)的一種鍵，需要較高的能量才能斷裂。2非方向性離子鍵作用力在各個方向上都是相同的，沒有特定的方向性。3形成離子化合物由離子鍵形成的化合物稱為離子化合物，例如食鹽(NaCl)。離子化合物的性質(zhì)高熔點(diǎn)離子鍵的強(qiáng)度使其具有較高的熔點(diǎn)，需要較高的溫度才能克服離子之間的靜電吸引。高沸點(diǎn)離子鍵的強(qiáng)度使其具有較高的沸點(diǎn)，需要較高的溫度才能使離子化合物從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)。易溶于極性溶劑離子化合物可以被極性溶劑(如水)溶解，因為溶劑分子可以與離子發(fā)生靜電作用，使其從晶格中分離出來。共價鍵共價鍵是由原子之間共享電子對形成的，使兩個原子核都能夠獲得穩(wěn)定電子構(gòu)型。單鍵、雙鍵和三鍵單鍵兩個原子之間共享一個電子對形成的共價鍵稱為單鍵。雙鍵兩個原子之間共享兩個電子對形成的共價鍵稱為雙鍵。三鍵兩個原子之間共享三個電子對形成的共價鍵稱為三鍵。共價鍵的極性1非極性共價鍵：兩個原子電負(fù)性相同，共用電子對均勻分布在兩個原子之間。2極性共價鍵：兩個原子電負(fù)性不同，共用電子對偏向電負(fù)性較大的原子，形成偏正電荷和偏負(fù)電荷。分子形狀分子形狀是指分子中各個原子在空間的排列方式，由原子間形成的化學(xué)鍵決定。VSEPR理論價層電子對互斥理論VSEPR理論用于預(yù)測分子形狀，它認(rèn)為中心原子周圍的電子對相互排斥，盡可能地遠(yuǎn)離彼此。電子對類型包括成鍵電子對和孤對電子對，孤對電子對對鍵的排斥力更大。預(yù)測分子形狀根據(jù)中心原子周圍電子對的數(shù)量和類型，可以預(yù)測分子的基本形狀。分子軌道理論1原子軌道2分子軌道3成鍵軌道4反鍵軌道雜化軌道概念1原子軌道原子軌道可以通過相互混合形成新的雜化軌道。2雜化軌道雜化軌道能量相同，形狀相同，但方向不同，更利于成鍵。3雜化類型sp,sp2,sp3雜化，影響分子形狀和性質(zhì)。共價鍵能1鍵能定義斷裂1mol共價鍵所需的能量，表示共價鍵的強(qiáng)弱。2鍵能與穩(wěn)定性鍵能越大，共價鍵越強(qiáng)，分子越穩(wěn)定。3影響因素鍵的類型，原子半徑，鍵長等因素影響鍵能。氫鍵氫鍵是一種特殊的分子間作用力，存在于具有極性鍵的分子之間，其中氫原子與電負(fù)性較大的原子(如氧、氮或氟)形成的鍵。金屬鍵金屬鍵是金屬原子之間的一種特殊的化學(xué)鍵，是由自由移動的電子與金屬離子之間的靜電吸引力形成的。金屬鍵特點(diǎn)自由電子金屬原子最外層電子容易脫離原子核的束縛，形成自由電子，可以在金屬晶格中自由移動。導(dǎo)電性由于存在自由電子，金屬可以導(dǎo)電，電流可以通過金屬晶格中的電子移動來實(shí)現(xiàn)。延展性金屬原子可以相互滑動，而不破壞金屬鍵，因此金屬具有良好的延展性和可塑性。金屬化合物性質(zhì)高熔點(diǎn)金屬鍵的強(qiáng)度使金屬具有較高的熔點(diǎn)，需要較高的溫度才能克服金屬原子之間的靜電吸引。高沸點(diǎn)金屬鍵的強(qiáng)度使金屬具有較高的沸點(diǎn)，需要較高的溫度才能使金屬從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)或氣態(tài)。導(dǎo)熱性金屬中自由電子可以傳遞熱量，因此金屬具有良好的導(dǎo)熱性。分子間作用力分子間作用力是指分子之間存在的較弱的相互作用力，包括范德華力和氫鍵。分子間作用力類型分子間作用力對性質(zhì)的影響熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分子間作用力越強(qiáng)，克服這些力所需的能量就越大，因此熔點(diǎn)和沸點(diǎn)就越高。溶解度相似相溶原理：極性分子更容易溶解在極性溶劑中，非極性分子更容易溶解在非極性溶劑中。蒸汽壓分子間作用力越強(qiáng)，蒸汽壓就越低，因為分子不易從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)?；瘜W(xué)反應(yīng)動力學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)研究化學(xué)反應(yīng)的速度和反應(yīng)機(jī)理，探討影響反應(yīng)速率的因素。活化能概念活化能是指反應(yīng)物分子從基態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^渡態(tài)所需的最小能量，是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的能量障礙?；瘜W(xué)反應(yīng)速率因素溫度溫度升高，反應(yīng)物分子能量增加，碰撞頻率和有效碰撞次數(shù)增加，反應(yīng)速率加快。濃度反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)物分子碰撞頻率越高，反應(yīng)速率加快。催化劑催化劑可以降低活化能，加速反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)的平衡狀態(tài)。反應(yīng)歷程分析1反應(yīng)歷程：描述化學(xué)反應(yīng)中各個步驟發(fā)生的順序和能量變化。2過渡態(tài)：反應(yīng)物分子經(jīng)過一系列步驟轉(zhuǎn)化為生成物，在中間過程形成的過渡態(tài)。3速率控制步驟：反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最慢的一步，決定反應(yīng)的總速率。酶促反應(yīng)機(jī)理酶與底物結(jié)合酶具有特殊的結(jié)構(gòu)，可以與底物結(jié)合，形成酶-底物復(fù)合物。過渡態(tài)穩(wěn)定化酶可以降低活化能，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，使反應(yīng)速率加快。生成產(chǎn)物酶與產(chǎn)物分離，酶可以催化多個底物分子轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物?；瘜W(xué)平衡概述化學(xué)平衡是指在一定條件下，正逆反應(yīng)速率相等，體系中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化的狀態(tài)?；瘜W(xué)平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)K表示在平衡狀態(tài)下生成物濃度的乘積與反應(yīng)物濃度的乘積之比，反映了反應(yīng)的程度。影響化學(xué)平衡的因素1溫度升溫有利于吸熱反應(yīng)，降低溫度有利于放熱反應(yīng)。2濃度增加反應(yīng)物濃度