第6章分子结构与性质.ppt

第六章，分子的结构和性质，在自然界中，通常遇到的物质大多不是单原子，而是以原子间的相互作用与分子或结晶结合的状态存在。 例如，O2(g )双原子分子金属铜金属晶体NaCl(s )离子晶体，物质的性质不仅与原子结构有关，还与分子的结构有关。 分子的结构和性质、分子结构、化学键分子的几何配置、化学键类型：电价键(离子键)共价键(原子键)金属键、6-4分子轨道理论、6-2价键理论、6-1键参数、6-5分子间力和氢键、第6章分子的结构和性质、第一节键参数、 6-1-1键能6-1-2键长(Lb)6-1-3键角、6-1-1键能、键能越是OH(g)H(g) O(g )、H2O(g)H(g) OH(g )、键能、6-1-2键长(Lb )、6-1-3键角、分子键长和键角第二节价键理论、6-2-1共价键6-2-2离子键、共价键理论、价键理论：认为键电子只能在化学键连接的两个原子之间的区域运动。 分子轨道理论：耦合电子被认为是在整个分子领域运动。 现代价键理论基于量子力学，主要有：6-2-1共价键，实验检测出：H2核距=74pmH伏尔半径=53pm，说明H2分子的形成：耦合电子轨道重叠，核间形成电子概率密度大的区域，减弱两核间的正电排斥，核间电子云向核的吸引共价键：通过在原子之间重叠键电子的原子轨道而形成的化学键、价键理论的要点、价键理论(电子对法)的要点、共价键的特征以及饱和性：原子中存在一些非成对的价电子，通常只能进行与自旋方向相反的电子对键在某些条件下，一对价电子被分解成单电子并参与键。 关于PCl5的分子结合怎么说明？ 激发、激发后，5个单电子和5个Cl形成共价键。 例如： SF6、共价键的特征、方向性：满足最大的重叠原理，因此键合时原子轨道只在轨道延伸的方向重叠。 原子轨道的重叠是原子轨道的对称性相同的部分重叠时，原子间的概率密度增大，形成化学键。 原子轨道重叠的对称性原则是两个原子轨道在对称性相同的部分(即，“与”、“对称”、“对称”)重叠。 成为、原子轨道重叠的对称性原则、共价键类型、共价键类型、键、键、键、键轨道，沿键轴旋转任意角度，图形和符号不变，键轴(x轴)具有圆柱形对称性。 另外，相对于xy平面具有对称性，即，重叠部分相对于xy平面的上下两侧，形状相同，符号相反。 键轨道以键轴为中心旋转180圈时，图形重叠，但符号相反.例N2、价键结构式、NN、分子结构式、化学键示意图、电子：形成键的电子、电子：形成键的电子，因此分子中键是基础，在任意两个原子之间都只能形成一个键. 一般而言，共享耦合是耦合，共享耦合是 耦合，共享耦合是 2耦合。 共价键的类型，配位共价键，2 .另一个原子价层是空轨道(电子受体)，例如CO，6-2-2离子键，离子键，键型跃迁，越大，键的极性越强。 极性键含有少量的离子键和大量的共价键成分，很多离子键只有离子键成分占优势。 键型转变，2.1-2.1=02.5-2.1=0. 42.8-2.1=0. 73.0-2.1=0. 94.0-2.1=1. 94.0-0.9=3. 1，第三节分子的几何配置，6-3-1价键理论的局部性6-3-2价层电子对互斥理论6-3-2混合轨道理论，6-3 6.3.2价层电子对互斥理论，1940年Sidgwick提出了价层电子对互斥理论，判断分子的几何构型。HCl直线形BCl3平面三角形； H2O方形； CH4正四面体、价层电子对排斥理论、要点：分子或离子的空间配置决定了中心原子周围的价层电子数。 价格层的电子对尽量远离，使它们之间的排斥力最小。 通常采取对称结构。 分子的配置总是采取电子反弹力平衡的形式。 价层电子对排斥理论、分子或离子的空间配置与中心原子的价层电子对数有关。 价格层的电子对尽量远离，使排斥力最小。 LP-LPLP-BPBP-BP，排斥作用：价层电子排斥理论，推定分子或离子的空间配置的具体步骤：只含有一个中心原子的分子或离子的组成用通式AXnEm表示。 a是中心原子，x是配位原子，n是配位原子个数，e是中心原子上的孤立对电子对，m是孤立对电子的对数。 另外，价层电子对排他理论，m=(A的族价-X的价数/-对应于离子电荷的电子数)/2，注：正离子减去电荷数，负离子加上电荷数。 例如，CO2LP=m=(4-22)/2=0VP=n m=2 0=2，so42-LP=m=(6- 242 )/2=0VP=n m=40=4，价格层电子对排他理论，例如，SO2LP=m=(6-22)/2=1VP=n m=2 1=3，例如，H2OLP=m=(6-21)/2=2VP=n m=2 2=4价层电子对排斥理论，确定电子对的空间位置： VP=2直线形，VP=3平面三角形，VP=4正四面体，VP=5三角双锥，VP=6正八面体，中心原子的孤立电子对数，估计分子的空间位置。 LP=0:分子空间配置=电子对的空间配置，例如： BeH2VP=2直线形、BeF3VP=3平面三角形、CH4VP=4正四面体、PCl5VP=5三角双锥、SF6VP=6正八面体、LP0 :分子的空间配置与电子对的空间配置不同. 3、4、1、1、2、SnCl2、平面三角形v形、NH3、四面体三角锥、H2O、四面体v形、三角双锥变形四面体SF4、三角双锥t形ClF3、三角双锥直线形XeF4、6、1、2、IF5、八面体四角锥、XeF4、八面体平面正方形、原子轨道为什么可以混合？原子轨道为什么需要混合如何确定混合轨道对称轴之间的角度？ 为了解决6-3-2混合轨道理论、价格耦合理论的局限性，轮询在价格耦合理论中引入了混合轨道的概念。混合轨道理论要点、混合类型，例如BeCl2、两个sp混合轨道、sp2混合1个s轨道2个p轨道、B:2s22p1、BF3的空间配置为平面三角形、sp2、sp2混合、sp2混合、3个sp2高sp2混合、sp3混合、sp3混合、sp3混合1个s轨道3个p轨道CH4的空间配置为正四面体、C:2s22p2、 sp3混合、混合类型、和其他混合类型无法说明s-p-d和d-s-p，例如SF6sp3d2混合、正八面体、sp3d2混合、sp3d混合、部分分子的结构和性质，价格耦合理论的界限、1222222220000000000000006但经磁实验测定，氧分子有两对不成对的电子，自旋平行，显示顺磁性。 O2，OO，2s2s，2p2p，OO，O=O，价键理论的界限，第6章分子结构和性质，第5节分子间力和氢键，分子间力，分子间力是决定物质沸点、熔点、气化热、熔解热、溶解度、表面张力、粘度等性质的主要因素。 气体液化成液体，液体凝固成固体。 显示物质分子间存在相互作用，该分子间力称为范德华力。 6-5-1分子的极性和变形性，分子的极性，电荷中心正或负电荷的集中点，分子的正电荷中心和负电荷中心如果不重叠在同一点，分子就具有极性。 分子的极性，由两个相同原子构成的分子，正，负电荷的中心重叠，不具有极性，是无极性分子。 例H2、由不同原子构成的分子是极性分子，使负电荷中心偏向电负性比正电荷中心大的原子，正电荷中心与负电荷中心不重叠。即，二原子分子极性依赖于键的极性，极性分子的极性分子必定是极性键，分子的极性、多原子分子例如H2O、极性分子、CO2、无极性分子、分子的极性、键的极性依赖于键的二原子共有电子对的偏移，分子的极性依赖于分子的正、负电荷的中心是否重叠.分子类型、无极性、极性、极性、极性、直线、直线、v字、直线、正三角形、四面体、无极性、极性、无极性、极性、分子极性、分子中电荷中心的电荷量(q )与正、负电荷中心距离(d )的乘积。=qd、d-偶极长度-米(Cm )、=0无极性分子0极性分子、越大，分子极性越强. 分子的变形性，这个变化过程叫做分子极化。 分子形态变化的性质叫做分子的变形性。 另外，由于极性分子本身是微电场，所以在极性分子和极性分子之间，也在极性分子和无极性分子之间产生极化作用。 外因：外加电场越强，分子变形越剧烈的内因：分子越大，分子变形越剧烈。 影响分子变形性大小的因素：分子极化率(10-40CmV-1 )，结果表明，与分子量Mr有关，Mr大，电子多，电子云松弛，极化率大。6-5-2分子间力、分子间力的种类、分散力诱导力取向力、无极性分子的瞬时偶极子间的相互作用、分子间吸引作用的根本原因：任何分子都具有正、负中心的任何分子都具有变形的性质。 瞬时偶极子引起的分子间相互作用。 1 .分散作用(分散力):一段时间内的大体情况，分散力与分子极化率有关。 大，色散力大。 每一瞬间，2 .诱导作用(诱导力):决定诱导作用强弱的要素：极性分子的偶极矩：越大，诱导作用越强。 无极性分子极化率：越大，诱导作用越强。 由于诱导偶极子而产生的分子间相互作用。 另外，分子远离，分子接近时，2个极性分子相互接近时，同极相斥，异极吸引，因此分子旋转，异极以邻接的状态取向，分子进一步接近。 3 .取向作用(取向力):存在于两个固有偶极子之间的同极排斥、异极吸引的取向作用称为取向作用。 分子远离，定向，诱导，思考：1.定向作用的大小依赖于什么因素？ 2 .极性分子间除了取向作用以外还有什么作用？ 决定分子间力特征、分子量、分散作用、范德华力、沸点熔点、水溶解度、物质溶解、沸点、汽化热、熔解热、蒸汽压、溶解度及表面张力等物理性质的重要因素。 范德华力的意义，6-5-3氢键，HFHClHBrHI，沸点/0c-85.0-66.7-35.4，19.9，HF为何异常高？ 在原因处存在氢键。 在HF分子中，共通电子对强烈偏向电负性大的f原子侧。 几乎不露出的h原子核和其他HF分子中有f原子的孤立对电子之间产生的吸引作用叫做氢键。 氢键、氢键的形成条件是分子中h和电负性大、半径小、具有孤立对电子的元素(f、o、n )形成氢键。 氢键的强度，如H2O氢键能为1883kjmol1，o-h键能为463kJmol1。 氢键的特征是分子内氢键，例如氢键形成对物质性质的影响，分子间氢键的存在熔化，沸点上升。 像HF、H2O、NH3这样，分子内氢键存