无机化学第六章分子的结构与性质(1)

1、无机也号，桂停电5数案第六章分子结构与性质第一节键参数I整客L表征化学键性质的物理量键能、键长、键角6-M键能键能：气体分子每断开Imol某键时的焙变HCI (g) 2般.H(g) + Cl(g)EKH - Cl)=zc=431kJ-mor1键能可衡量化学键的牢固程度键能越大，化学键越牢固对双原子分子，擘能二键的解离能(0H2 睾翳*2H(g)- H)= J436kJnwE6，1键能；对多原子分子9键能二逐级解离能的平均值H2O(g) - H(g) + OH(g)De(H-OH) = 498 kj-mol1OH(g)-H(g) + O(g)D(O-H) = 428 kj-mol1E%o - h

2、)=Oh - oh)+Z)o - H) /2=463kJmoH同一种键在不同分子中，键能大小可能不同$。/ 中 QN -N) = 167 kj mor1N2H/g)中ON-N) = 247 kJ mor16-13键角键长：分子内成键两原子核间的平衡距离H-HC1-C1Br-BrLJpm74.0I98J228.4266.6H-F H-Cl H-BrH-I4/pm9L8127,4140.8160.8,同一种键在不同分子中，键长基本是个定值键C-C金刚石乙烷丙烷“pm154153154155键长越短，键能越大,化学锢然牢固键c-cC=Cc=cLJpm154134120/kJ，moH356598813

3、键N-NN=NN=NLJpm146125109.8ETkJnol”160418946键C-NC=NC=NWpm147132116EkJmoH285616866三角锥形无机也看,族体，5秋案第六章分子结构与性质第二节价键理论共价键理论现代价键理论是建立在量子力学基础上的,主要有: 价键理论：认为成键电子只能在以化学键相连的两原子间的区 域内运动分子轨道理论：认为成键电子可以在整个分子区域内运动6-2-1共价键共价键：原子间由于成键电子的原子轨道 重叠而形成的化学键使体系能量降低，形成共价键两原子靠近时，自旋方向相反的未成对的价电子可以配对，形成共价键成键电子的原子轨道重叠越多，形成 的共价键越牢

4、固最大重叠原理共价键特征饱和性:原子有几个未成对的价电子,一般 只能和几个自旋方向相反的电子配对成键 例 NW 2Pz十nN, :N=N:N便2P“在特定的条件下,有的成对的价电子能被拆开为单电子参与成键_例 SCDCWDCOOOO CDCKDCDOOO3s 3P3d f3s 3p 3d-S- + 6l-F:l-F-F29/ F FFTi共价键特征方向性:为满足最大重总原理，成键时原子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠不能成键能成键原子轨道的重叠原子轨道重叠的对称性原则只有当原子轨道对称性相同的部分重叠,原子间的概率密度才会增大，形成化学键当两原子轨道以对称性相同的部分（即“州与一与“一”）重蕊P

5、x-S原子轨道重叠的对称性原则只有当原子轨道对称性相同的部分重会,原子间的概率密度才会增大，形成化学键当两原子轨道以对称性不同的部分（即 +与）重壁，原子间的概率密度几乎等于零，难以成键共价键的类型按键是否有极性分:共价键极性共价键强极性键:如H-C1弱极性键:如H-I非极性夬价键4H-H、CI-C1按原子轨道重叠部分的对称性分:。键、加键、a键。键：原子轨道以“头碰头”的形式重 叠对键轴（X轴）具有圆柱形对称性。电子：形成。键码电，九键：原子轨道以“肩并肩”的形式重 叠所形成的里,对xy平面具有反对称性Z Z I即重会部分对邛平面X的上、下两侧，形状 相同、符号相反冗电子：形成加键的电子例n

6、2价键结构式:NN; 分子结构式N三N或:N=N: 5键：两个原子相匹配的d轨道以“面对 面”的方式重叠所形成的键配位共价键含义：凡共用电子对由一个原子单方面 提供所形成的共价键形成条件：1 . 一个原子价层有孤电子对（电子给予体）2 .另一个原子价层有空轨道（电子接受体）例CO2s 2pc W0汽配键o 戈:C = O 电子式分子结构式7T一匚3键:CO:-nq价键结构式6-2-2离子键离子键本质：阳、阴离子之间的静电引力存在：离子晶体和少量气态分子中特征：无方向性和饱和性键型过渡两原子是形成离子键还是共价键取决于:两原子吸引电子的能力,即两元素电负性的差值（,调大，键的极性越强。极性键含有

7、少量离子键和大量共价键成分,大多数离子键只是离子键成分占优势而已。电负性差值雯，键的极性留x 1H : HH : I:离子键Na :F:键型过;非极性键 极性键2.121=02.5-2.1=0.42.821=0.73.021=0.94.021 = 1.94.00.9=3.1无机出号，柒体&秋泉 第六章分子结构与性质第二节结束I无机也号f旗体电，般索第六章分子结构与性质第三节分子的几何构型6-3-1价键理论的局限性价键理论能较好地说明一些双原子分子价键的形成实际测定一10902B正四面体形3 CH4按价键理论嘴3邀应形成四个C-H键不不能很好地说明多原子分子的价键形成和 几何构型完全相同。与实际

8、不符6-3-2杂化轨道理论为解决价键理论的局限性，鲍林在价键理论中引入了杂化轨道的概念杂化轨道理论的要点，原子成键时，参与成键的若干个能级相近 的原子轨道相互“混杂”，组成一组新轨道（杂化轨道），这一过程叫原子轨道的“杂化化轨道理论的要,就形成几个杂化轨道杂化轨道理论的要点,就形成几个杂化轨道杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强,形成化学键的键能大，生成的分子稳定杂化类型”P杂化1个S轨道+ 1个P轨道实例BeCI2, CO2杂化轨轨道杂化轨成键分子 道含量3角道构型类型构型 3% 180。直线形。键直线形例 BeCI2Be殁空之吟吟喀QPClBeCl直线形杂化轨道成键构型类型 正三角形。键分

9、子构型正三角形杂化类型p2杂化一 1个轨道+2个p轨道杂化轨杂化轨轨道 道数目道含量夹角3 |p 120杂化轨道成键 飞型类型分子构型正三角形。键正三角形杂化类型杂化类型sp2杂化1个S轨道+2个p轨道杂化轨杂化轨轨道 道数目一道含量夹角 3s,知120。p3杂化1个轨道+3个p轨道杂化轨杂化轨轨道夹杂化轨道成键 分子 道数目道含量.角_构型 类型-构型杂化类型印3杂化1个轨道+3个p轨道杂化轨杂化轨轨道夹杂化轨道成键分子道数目道含量.角.构型类型构型jp 10f28,正四面体正四面体CXWD sp3例ch4i 2P - 2p10y28 .sp3杂化杂化类型sp sp2杂化轨道构型直线形三角形

10、!1!面体形杂化轨道中孤电子对数0001直线形三角形正四面体实例BeCLCO；BF3 CH4 CC14SO； SiH42V形HQ4键角 180120109 28 107 18,104 45r分子极性无 无 无 有 有其它杂化类型如 s-p-d 或 d-s-p正八面体例SF6sp3(P杂化s图噌8 金1D罂XD皆无机也号3族体电&般橐第六章分子结构与性质第三节除结束无机也号,出停电5截橐第六章分子结构与性质3nn.第四P分子轨道理论价键理论的局限性不能解释有的分子的结构和性质根据价键理论，氧分子中有一个o键和一个 兀键，其电子全部成对6但经磁性实验测定，氧分子有两个不成对 的电子，自旋平行，表现

11、出顺磁性。一写.一 一价键理论的局限性不能解释有的分子的结构和性质不能解释H2+的稳定存在:（HH）+分子轨道理论的崛起能成功地说明许多分子的结构和反应性能* 一 丁 x6-4-1分子轨道的基本概念把分子作为一个整体，电子在整个分子中 运动。分子中的每个电子都处在一定的分 子轨道上，具有一定的能量。分子轨道由原子轨道组合而成，其数目等 于原子轨道数目之和。分子中电子的分布和在原子中分布相同：遵守泡里原理、能量最低原理和洪德规则。电子进入分子轨道后，若体系能量降低, 即能成键。6-4-2分子轨道的形成SS原子轨道的组合M.O成键轨道能量。轨道器 反键轨道能量0电子色分。2. Fz分子的分子轨道能

12、级b_ 生户*：_ 2p_ , 吟U 1A.O M.O A.O。2, F2分子，分子轨道的能级a*一,例 F2舛增为二 2ptt+，+也pWpF电子分布式Is22522P5F2分子轨道式；+2si叱HiF2(rls)2(als) (q2s)2 (cj*2s尸 (cr2p J (n2pv)2 (兀 2Pz)2(九 字2pj2 (K*2pz)2A.OIsM.O A.O分子结构式是否存在分子轨道式分子轨道 能级 示意图不存在Be2KK(als)2(U-J lJ I 1 I W / I产生瞬时偶极这种瞬时偶极尽管存在时 间极短,但电子和原子核总在不停地运动， 瞬时偶极不断地出现。 0-十片 +，O -

13、i O.全 + TZ3=E=H=E分子间力的产生非极性分子与极性分子之间1 .由于电子与原子核的相对运动，极性 分子也会出现瞬时偶极，所以非极性分子 与极性分子之间也存在色散力。2 .非极性分子在极性分子固有偶极作用 下，发生变形，产生诱导偶极，诱导偶极 与固有偶极之间的作用力称为诱导力。分子间力的产生极性分子与极性分子之间1 .极性分子相互靠近时，发生定向极化,由固有偶极的取向而产生的作用力称为取向力。2 .极性分子定向极化后，会进一步产生诱 导偶极，存在诱导力。3 .存在色散力I。,， - Z分子间力的特点是一种电性隹用力 作用距离短，作用范围仅为几百皮米(pm)作用能小，一般为几到几十千

14、焦每摩尔, 比键能小12个数量级无饱和性和方向性 对大多数分子来说，以色散力为主(除4性很大且存在氢键的分子，如H?O外)对大多数分子来说，以色散力为主（除极 性很大且存在氢键的分子，如耳。外） .7 I, “n，分子间力的影响因素分子间距离：分子间距离越大, 分子间力越弱取向力：温度越高，取向力越弱分子的偶极矩越大，取向力越强诱导力:极性分子的偶极矩越大非极性分子的极化率越大诱导力越强色散力：分子的极化率越大,色散力越强分子间力对物质性质的影响10一4。於丫一1HeNeArK7 xlRn0.2250.436 1.813 2.7374.4516.029熔点一匕一-272.2-248.67-18

15、9.2156.0111.9-71沸点268.9-245.9485.7 152.7-107-6L8一般来说，结构相似的同系 列物质相对分子 质量越大，分子变形性越大, 分子间力越强， 熔、沸点越高。1，一川1分子间力越大，溶解度越大。7mCHe0.225-272.2-268.90.1370.5990.684Ne0.436-248.67245.90.1740.8571.15Ar1.813-189.2-185.70.4146.548.09Kr2.737-156.0452.70.888Xe4.451-111.9-1071.94Rn6.029-716L84J421L2254.9力（Idem2】）1.655.897.33氢键的强度可用氢键键能表示通式：XH