氮及大π键ppt课件.ppt

4 叠氮酸 1 分子结构 叠氮酸分子式HN3 无色液体 HN3的分子构型及键联关系如图 10 1 2氮的氢化物 1 11 3 2氧气和臭氧 臭氧的分子结构 三中心四电子大 键 此大 键为不定域 键或离域键 臭氧分子中无单电子 为反磁性物质 2 11 3 2氧气和臭氧 臭氧的分子结构 三中心四电子大 键 此大 键为不定域 键或离域键 臭氧分子中无单电子 为反磁性物质 3 4 叠氮酸 1 分子结构 叠氮酸分子式HN3 无色液体 HN3的分子构型及键联关系如图 10 1 2氮的氢化物 4 N1sp2不等性杂化 5 两个有单电子的sp2杂化轨道与H N2成 键 6 有对电子的sp2杂化轨道不参加成键 pz有1个单电子 7 N2sp等性杂化 与N3 N1各成一个 键 8 不参加杂化的pz轨道有对电子 不参加杂化的py轨道有1个单电子 9 N3有3个单电子和1对孤对电子 通过px的1个电子和N2成 键 通过py的1个电子和N2成 键 10 N3的pz有1个单电子 11 N3 N1 N2 12 于是在pz方向N1有1个电子 N2有2个电子 N3有1个电子 13 在N1 N2 N3之间成大 键 14 请模仿叠氮酸分子对叠氮酸根负离子加以具体的说明 叠氮酸根负离子成键的图示 15 2 性质 N3 是一种拟卤离子 性质类似于卤素离子 HN3 H N3 Ka 2 4 10 5 HN3是氮的氢化物中唯一的酸性物质 它是一种弱酸 16 HN3不稳定 受热爆炸分解2HN3 H2 3N2 Pb Ag等的叠氮酸盐不稳定 易爆炸 2AgN3 2Ag 3N2 17 AgN3 Pb N3 2 Hg2 N3 2均为难溶盐 活泼金属的叠氮酸盐较稳定 Pb N3 2可以做雷管的引火物 18 10 1 3氮的含氧化合物 1 氮的氧化物 1 N2O N2O为无色气体 微有好闻的气味 有毒 19 吸入N2O时 人的面部受麻醉抽搐而似呈笑状 故有时称N2O为笑气 N2O在水中有一定的溶解度 20 硝酸铵分解得N2ONH4NO3 N2O 2H2O N2O在500 时分解成两种气体单质 21 N2O分子构型为直线形 N2O与N3 是等电子体 两者的成键情况基本相同 22 2 NO NO为无色气体 在水中溶解度很小 NO双原子分子的分子轨道式为 KK 2s 2 2s 2 2 2 2 1 23 N和O之间有三个键 键 键3电子 键1个1个1个 KK 2s 2 2s 2 2 2 2 1 24 NO与O2的反应进行得很快 2NO O2 2NO2 可见N和O之间键级为2 5 KK 2s 2 2s 2 2 2 2 1 25 3 N2O3 N2O3是HNO2的酸酐 273K时N2O3为蓝色液体 等物质的量的NO和NO2在低温下反应生成N2O3 NO NO2 N2O3 26 两个N原子之间直接成键 N2O3的键联关系为 27 N2O3 NO NO2 这是N2O3不稳定的结构因素 温度稍高将分解 N N键长186pm 比联氨中N N单键的147pm还长 28 N1为sp2等性杂化 29 有单电子的杂化轨道和两个氧原子及N2各成一个 键 30 pz轨道有两个电子 两个氧原子各有一个pz电子 31 所以N2O3分子中N1和左边的两个氧在z方向形成 N1与氧之间的键长在121pm左右 32 N2为sp2不等性杂化 33 有单电子的杂化轨道和一个氧原子及N1各成一个 键 34 pz轨道的一个电子与右边氧原子的pz轨道的电子成 键 35 N2与氧之间的键长在114pm 是典型的双键 36 NO2是红棕色气体 与水反应生成硝酸和NO 是硝酸生产过程中的重要化合物 4 NO2和N2O4 37 NO2的成键情况如图 38 NO2中 N原子sp2不等性杂化 39 有单电子的杂化轨道和两个氧原子各成一个 键 40 pz轨道有一个单电子 每个O中各有一个pz电子 所以在ONO之间形成大 键 41 也有人认为N原子采取sp2等性杂化 42 有单电子的杂化轨道和两个氧原子各成一个 键 43 pz有2个电子 每个O中各有一个pz电子 所以形成 44 N若采取sp2等性杂化 形成 造成大 键中电子多 一般键级低 不稳定 45 且杂化轨道中存在不成键的单电子 能量高 不稳定 但是的说法利于解释NO2易于二聚成为N2O4的反应 46 在NO2的杂化轨道中有未成键的单电子 反应活性高 所以容易结合成N2O4 键角 ONO 134 也支持sp2等性杂化和形成 47 N2O4为无色气体 其中的氮元素呈 4氧化态 与NO2相同 NO2的键联关系如图 48 N2O4中的N均采取sp2等性杂化 49 形成4个N O键 1个N N键共5个 键 50 N N之间直接成键 键长为175pm 比N N单键的还长 所以N2O4很容易在此处断裂变成两个NO2 51 每个N的pz轨道上有两个电子 与之相连的两个端基氧各有1个pz电子 分别形成两个 52 和NO2 N2O4有关的反应有 2NO2 N2O4 2HNO2 NO NO2 H2O 2NO2 2OH NO3 NO2 H2O N2O4 H2O HNO3 HNO2 53 5 N2O5 47 以上 N2O5为气体 NO2的键联关系如图 54 N2O5分子中每个N均采取sp2等性杂化 55 每个N与O形成3个 键 56 每个N的pz轨道上有两个电子 4个端基O各有1个pz电子 分别形成两个 57 N2O5分子中的7个原子共平面 N O N键角接近180 虽然不成直线 但这种弯曲在分子平面内 58 端基氧与N之间的键长为119pm 桥基氧与N之间的键长为150pm 可知桥基氧没有参与大 键的形成 59 常温下N2O5为白色固体 属于离子晶体 由离子键结合而成 NO2 NO3 N2O5是HNO3的酸酐 60 例1 二氧化硅和二氧化碳的差别 为什么常温常压下CO2和SiO2存在状态显著不同 前者为分子晶体 微粒之间以分子间作用力结合 熔沸点低 因此常温常压下为气态 后者为原子晶体 微粒之间以共价键结合 熔沸点高 因此常温常压下为固体 61 为什么二氧化碳不像二氧化硅那样以原子晶体存在 键能的数据可以给出解释 C O360kJ molC O803kJ molSi O464kJ molSi O640kJ mol碳氧之间形成两个双键比形成四个单键稳定 因此以二氧化碳的形式存在 氧用去全部的两个价键后不再以无限的聚合状态存在 硅氧之间形成四个单键比形成两个双键更稳定 因此硅氧单键中的氧还剩余一个价键与另外一个硅原子结合 形成无限的聚合状态 62 为什么碳氧键和硅氧键的键能会有差别 哪些因素影响键能的大小 1 原子半径 原子性质 或键长 键性质 原子半径越大 键能越小 2 成键原子轨道的种类 p轨道形成的单键较s轨道形成的单键强 3 孤对电子的排斥作用 由于孤对电子间排斥力的存在将使键的强度降低 4 原子间用于成键的电子数目 电子越多 间的强度越大 5 成键原子的电负性差 原子之间选择哪一种方式成键 要综合考虑各种因素 63 一般情况下 半径小的原子间成键 双键或三键有优势 因为原子体积小 有利于p轨道的重叠形成双键 而且形成双键后又降低了电子之间的斥力 因为氢原子除成键电子外没有其它电子 其所形成的