多原子分子(奥赛课件).ppt

1、多原子分子、活性金属和非金属的结构和性质形成离子键，但是非活性金属和非金属是如何形成键和分子的呢？这可以用共价键理论来解释。共价键理论分为价键理论和分子轨道理论，我们将重点讨论前者。第一节经典价键理论，1。要点：(1)两个单电子原子轨道相互重叠，可以形成共价键。重叠越大，键越稳定。(2)共价键具有方向性和饱和性。(原因)(3)根据不同的重叠方法，可以分为关键和关键。头对头肩并肩。钥匙的能量小于钥匙的能量。(例如，N2)，原子轨道的重叠，3。经典价键理论的应用和局限性，1)应用：H2、Cl2和HCl分子的形成，2)不足：无法解释大量有机分子如四氯化碳(c为1s22s22p2)的形成和键角。第2节

2、，混合轨道理论，1。要点：1)当原子形成分子时，为了增强成键能力，不同类型的原子轨道(必要时，电子可以被激发成具有相似能量的轨道)可以重新组合成新的轨道，称为混合轨道。2)杂化轨道的数目是参与杂化的原子轨道的数目，3)杂化轨道的能级相似，4)不同类型的杂化轨道具有不同的形状和空间取向。5)在一个原子的几个杂化轨道中，参与杂化的S、P和D的成分是相等的(每个杂化轨道中原始轨道的比例相等)，称为等杂化轨道；如果它们不相等，它们被称为不相等的混合轨道。2。杂化轨道类型：(1)SP杂化：S和P占每个轨道的一半，具有大头和小尾(大的S成分)，线形。例如BeCl2。Be2 (1s22s2)，2) SP2杂

3、交，每个轨道的S分量为1/3，P为2/3，头部变小，尾部变大，呈正三角形。例如BF3。3)SP3杂交，每个轨道的S分量为1/4，头部变小。它是一个正四面体，如四氯化碳。3。等价杂交和不等杂交，以及所有轨道形成单电子的杂交称为等价杂交。涉及孤对轨道的杂交称为不等杂交。在NH3分子的形成过程中，孤对参与了杂交，键角变小。三角锥。在H2O分子的形成过程中，两个孤对参与杂交，键角变小。分子构型：V型。经典价键理论和杂化轨道理论成功地解释了共价键的方向性，并解释了一些分子的空间构型。然而，不可能预测一个分子将采用什么样的杂交以及该分子将采取什么样的形状。例如，H2O和CO2都是AB2型分子，H2O分子的

4、键角是10445，而CO2分子是线性的。另一个例子是NH3和BF3，两者都是AB3型，前者是三角锥，后者是平面三角形。为了解决这个问题，1940年，英国化学家西德威克和鲍威尔提出了价层电离子对斥力(VSEPR)。后来，在1957年，吉莱斯和尼霍姆发展成一个相对简单的现代理论，可以准确判断分子几何。第三节，价层电子对斥力理论，1。分子的三维构型取决于中心原子的价电子对的数量。价电子对包括成键电子对和孤电子对。2.价电子对之间存在排斥，这种排斥来自两个方面，一是电子对之间的静电排斥，二是电子对中自旋方向相同的电子之间的排斥。为了减少价电子对之间的排斥力，电子对应该尽可能远离彼此。如果按照最低能量原

5、理排列在球面上，它的分布模式是：当价电子对数为2时，它是线性的；当价电子对的数目为3时，它是一个平面三角形；当价电子对的数目为4时，它是四面体的；当价电子对的数目为5时，它是三角形和双锥形的；当价电子对的数目为6时，它是八面体，依此类推。价层电子对斥力理论的要点，3。因为键对被两个原子核吸引，电子不同价电子对之间的排斥顺序为：孤对、孤对、键对、键对。此外，电子对之间的排斥与其夹角有关，排斥的顺序为： 90 120 180。4.键对仅包括形成键的电子对，不包括形成键的电子对，即分子中的多个键被视为单键。虽然键不会改变分子的基本构型，但它们对键角有一定的影响，键角在单键之间一般较小，在单键和双键之

6、间较大。键对电子排斥力的大小顺序为三键-三键-双键-双键-单键-单键-单键。推断分子或离子空间构型的具体步骤如下：(1)确定中心原子的价电子对数，以AXm为例(中心原子；X配位原子):原则上，价电子数： A=主基团数；配体X: H和卤素各自提供价电子，而氧和硫不提供价电子。正离子应减去电荷数，负离子应加上电荷数。例：VP()=(6 40 2)=4，(2)确定电子对的空间构型：VP=2线性，VP=3平面三角形，VP=4四面体，VP=5三角形双锥体，VP=6八面体，a，a，a，a，a，a，3 :，3:3:3:33 :LP0:分子的空间构型不同于电子对，VP，LP，电子对，NH3，H2O，IF5，X

7、eF4，例如，LP0:分子的空间构型不同于电子对，VP，LP，电子对，分子，4四面体三角锥，H2O，四面体v形，IF5，八面体方形锥，XeF4，八面体平面方形，例如，等。进一步讨论了影响键角的因素：键的存在相当于孤对排斥成键电子，使键角变小。例如，中心原子和配位原子的电负性也影响键角。例如，中心原子的电负性越大，键角越大；配位原子的电负性越大，键角越小。等电子体原理，其具有相同的通式AlMen(VSEPR理论的A(A代表中心原子，l代表配位原子，下标m代表配位原子的数目，e代表中心原子的孤对，n下标代表孤电子的对数)，并且具有相同价电子数的分子或离子具有相同的结构。这个原理被称为“等电子体原理

8、”。形成化学键的电子不局限于两个原子的区域，而是在由多个原子形成的分子骨架中移动。这种由多个原子形成的化学键叫做离域键。形成离域键的条件：共轭原子必须在同一平面上，每个原子在同一方向提供一个P轨道；电子的数量不到参与成键的p轨道数量的两倍。离域键的表达：离域键用nm表示，n是原子数，m是电子数。离域键的形成和表示，第四节，离域键和共轭效应，66，1010，43，43，o c o，o r c NH2，不，不。通常，O、C1、N、S与孤对，如酰胺C原子，与sp2杂交形成、43、AB3型分子，如BCl3、BF3、(CO3) 2-、(NO3)等。中心原子与相等的sp2杂化，分子为平面三角形，一组平行的

9、P轨道可以形成共轭键。64、哦，哦，哦，64、B，F，F，离域键的类型：mn 1。正常离域键：m=n 2。多电子离域共轭效应：形成离域键的分子的物理和化学性质会产生一些特殊的变化，这种效应称为共轭效应或离域效应。共轭效应对分子的影响：(1)它影响分子的构型和构象。单键缩短，双键增长，原子保持共面，单键不能自由旋转。(2)影响分子的性质：电性质：离域键的形成增加了物质的导电性；颜色：离域键的形成增加了电子的活动范围，降低了系统的能量，减少了能级间隔，并将其光谱从键的紫外区转移到离域键的可见区。酸碱性：苯酚和羧酸离子化后，酸基形成离域键，是稳定的酸性。苯胺和酰胺形成了离域键，这是不容易电离和弱碱性

10、。化学反应性：丁二烯的芳香性、自由基稳定性、1，4加成反应性等都与离域键有关。电性能：石墨具有金属光泽和良好的导电性；四氰基醌二甲烷TCNQ等分子可以与其他合适的分子(如四硫富瓦烯TTF分子等)形成有机半导体或导体。)。TCNQ，TTF，2。颜色、酚酞在碱液中变红是因为以下反应，扩大了离域范围：酸碱性，酚和羧酸电离后的氢，酸根，34 78，78 34，0.836 0.388 0.388 0.836 0.896 0.448 0.896 H2 CCH CHCH 2 1.00 1.00 1.00，图56丁二烯的分子图，分子图，我们可以在元素符号下写下每个碳原子的电荷密度，在原子线上写下原子间的电子键能级，并用箭头标出原子的自由价这样，得到了分子的分子图：从上述数据可以看出，C1-C2、C3-C4之间的电子键能级较高(0.836)，而C2-C3之间的电子键能级较低(0.448)。实验结果证明了理论计算结果。实验结果表明，C1-C2、C3-C4和C2-C3的键长为134.4pm当双键键长为133pm时，C1-C2、C3-C4的键长略大于双键，C2-C3的键长远小于单键，表明共轭键形成后键长是均匀的。从分子图中还可以看出，C1和C4原子的自由价较高，这也是实验所证明的。当丁二烯与卤素(Br2)反应时，很容易在1和4位添加。主要应用