分子结构与晶体结构.ppt

第六章分子结构与晶体结构,化学教研室,本章内容,第一节共价键理论第二节杂化轨道理论与分子几何构型第三节分子间力与分子晶体第四节离子键与离子晶体第五节离子极化第六节其它类型晶体,复习,1.什么叫化学键？（分子或晶体中相邻原子（或离子）间强烈的相互作用）2.以前学过哪几种化学键？（共价键、离子键）3.什么叫共价键？（通过共用电子对形成的化学键）,第一节共价键理论,一、共价键的形成二、价键理论的要点三、共价键的特征四、共价键的类型五、键参数,一、共价键的形成,以氢分子的形成为例：,自旋方向相反的两个电子之间可以形成化学键。,回本节目录,二、价键理论的要点,1.电子配对原理,2.最大重叠原理,两原子各自提供1个自旋方向相反的电子彼此配对。,两个原子轨道重叠部分越大，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固，分子越稳定。,回本节目录,三、共价键的特征,1.饱和,共价键数目受未成对电子数限制。,讨论：氨气、水的形成过程。,回本节目录,2.方向性,以HCl、H2S为例说明。,X,Z,X,Z,回本节目录,四、共价键的类型,回本节目录,1.键和键,（1）键：“头顶头”,X,+,+,ss,X,+,pxs,X,pxpx,形成键的电子称为电子。,回本节目录,（2）键：“肩并肩”,+,I,X,Z,Z,pZpZ,形成键的电子称为电子。,讨论1.氮气分子中化学键的类型2.对键和键的稳定性进行比较,2.非极性共价键和极性共价键,（1）非极性共价键,共用电子对在两原子中间，不发生偏移的共价键。,（2）极性共价,形成键的原子的电负性不同,电子云偏向电负性大者一侧,电子对发生偏移,形成极性共价键,练习,判断下列分子中共价键的极性类型。N2、NH3、H2、H20、CO2、CH4、HCl、HF,共价键极性大小与成键原子电负性差值有关,3.配位共价键,电子给予体,电子接受体,提供电子,提供轨道,形成配位键,写出HBF4分子的结构简式。,回本节目录,五、键参数,1.键长2.键能3.键角,回本节目录,回本节目录,回本章目录,第二节杂化轨道理论与分子几何构型,一、杂化轨道理论概要二、杂化轨道类型与分子几何构型的关系,回本章目录,甲烷分子的形成过程、结构特点。,复习,一、杂化轨道概要,1.形成过程,价层电子,空轨道,轨道重新组合,杂化轨道,成对电子中的一个,吸收能量少,与激发电子邻近,释放能量多,能量相近、类型不同的原子轨道,轨道总数目不变，角度分布和形状发生变化，系统能量降低。成键轨道数目增加，生成的分子更稳定。,回本节目录,2.杂化,3.杂化轨道经杂化得到的新轨道称为杂化原子轨道，简称杂化轨道。,若干能量相近、不同类型(例如s和p)的原子轨道经过叠加，重新分配能量并调整伸展方向以满足成键的需要，组合成同等数目、成键能力更强的新轨道。这种过程就称为原子轨道的杂化。,2p,甲烷分子的形成过程：,2s,C:,1s,杂化,BeCl2分子的形成过程：,回本节目录,二、杂化轨道类型与分子几何构型的关系,各杂化轨道形状、能量完全相同。,各杂化轨道所含成分不完全相同。,回本节目录,1.等性杂化,2p,乙烯分子的形成过程：,2s,C:,1s,杂化,2p,2p,乙炔分子的形成过程：,2s,C:,1s,杂化,2.不等性杂化（讨论NH3的形成过程）,杂化轨道类型与分子几何构型关系如下：,回本节目录,回本章目录,第三节分子间力与分子晶体,一、分子的极性和变形性二、分子间力三、氢键四、分子晶体,回本章目录,思考,1.由共价键形成的分子之间靠何种作用结合？2.分子间产生作用的根本原因是什么？3.分子间的作用力有何应用？,回本章目录,一、分子的极性和变形性,1.分子的极性（1）非极性分子（2）极性分子（3）分子极性与化学键极性的关系（4）偶极距,正负电荷重心重合,回本节目录,分子极性与化学键极性的关：,同核双原子分子和多原子分子：两者一致，均无极性；异核双原子分子：两者一致，均有极性；异核多原子分子：化学键一定有极性，而分子极性决定于分子的空间构型。,H2、O2、HCl、H20、NH3、CH4、CO2,2.分子的变形性（1）分子的极化（2）分子的变形性（3）极化率,变形程度的衡量,+-,-,+,非极性分子在电场中的极化变形,极性分子在电场中的极化变形,+-,+-,+-,+-,+-,+-,+-,+-,+-,外电场作用下取向,+-,+-,+-,外电场持续作用下极化,-,+,-,+,回本节目录,二、分子间力,1.概念（1）固有偶极：存在极性分子中。（2）诱导偶极：外电场作用所产生。（3）瞬时偶极：存在所有分子中。2.分子间力的类型,分子有极性且在外电场下可发生极化是分子间力产生的原因。,回本节目录,分子间的作用力,+-,+-,+-,+-,+-,某一瞬间,一段时间内的大体情况,产生瞬时偶极相吸,+-,+-,+-,分子距离较远,分子距离靠近产生诱导偶极,+-,+-,+-,+-,+-,+-,分子距离较远,取向,诱导,3.范德华力对物质性质的影响（1）分子间力较弱；（2）分子间力普遍存在；（3）对物质的影响（熔点、沸点、硬度、溶解度影响较显著。阅读表6-5）,回本节目录,三、氢键,1.定义与电负性大的原子结合的氢原子与另一电负性大的原子的孤对电子间的静电引力。XHY2.形成条件3.存在4.特点：方向性和饱和性5.对物质性质的影响：（氨气的溶解度等）,回本节目录,四、分子晶体,1.概念（1）晶格：空间点阵结构。（2）晶胞：体现晶体结构特征的最小重复单元。（3）结点：微粒所占据的点。2.分子晶体：结点上为分子，以范德华力结合。,