第九章--分子结构.ppt

1、共价键,氢键,分子 间力,它们决定了物质的物理性质,静电力(离子键),分子或晶体中相邻原子（或离子）间强烈的吸引作用。,化 学 键,早期共价键理论是路易斯的共用电子 对理论。即:原子间靠共用电子对结合起 来的化学键是共价键。如：,各原子都满足了稀有气体的稳定结构，形成了分子。,共 价 键,但是像PCl5和SF6 ：,是没有稀有气体的稳定结构的。,9.1 价键理论,共价键的本质与特点,共价键的键型,杂化轨道,1. 共价键的本质与特点,1.1 量子力学处理H2分子的结果 Heitler和London在用量子力学处理H2分子形成过程中，得到H2分子能量E和核间距R的关系曲线。如图所示:,1.2 价键

2、理论基本要点与共价键的特点,价键理论(VB法): 形成共价键时键合原子双方各提供自旋方式相反的未成对价电子用以成对。 A、B两原子各提供2个或3个未成对电子，且自旋方向相反，则A、B两个原子可形成双键或三键。 A、B两原子的电子配对成键后，不能再与第三个原子的电子配对成键。 成键双方的原子轨道尽可能最大程度地重叠。,共价键特点：,饱和性：一个原子能有几个未成对的电子，便可与其他原子的几个自旋相反的未成对电子配对成键。 方向性：两个原子间形成共价键时往往只能沿着一定的方向结合。,返回,2. 共价键的键型,键：头碰头(s-s, s-p, p-p); ss轨道成键：,sp轨道成键：,pp轨道成键：,

3、键：肩并肩 (p-p, p-d),p-d键,键，重叠程度大，较稳定； 键，重叠程度小，较活泼。,多重键中，必有一键，其余为键。,配位键：共用的一对电子由一个原子单独提供的共价键。如：CO，NH4+， Ag(NH3)2+等。,返回,3.杂化轨道,杂化轨道: 同一原子中，能量相近的原子轨道混合起来，形成成键能力更强的新轨道。,杂化：上述过程叫杂化。,杂化轨道数：等于参加杂化的原子轨 道数目之和。,如： sp杂化s+p 杂化轨道数=2,杂化轨道的组成：参加杂化的原子轨道 平均化。,杂化轨道的特征角度分布图有大、小 头，有利于成键（提 高重叠程度）。,-,sp3杂化 sp2杂化 sp杂化 不等性杂化,

4、杂化类型：,CH4:(sp3杂化),BF3:(sp2)杂化,BeCl2:(sp杂化),NH3:(不等性杂化),4、离域键（大键）和共轭分子 （1）定域( localized)和离域( delocalized) ， C6H6，CH3CHCH2,电子的离域,O3 NO3-,9.2 价层电子对互斥理论(VSEPR法),价层电子对互斥理论的基本要点： 分子或离子的空间构型取决于中心原子周围的价层电子对数。 价层电子对数是指键电子对与孤对电子。 价层电子对间尽可能远离以使斥力最小。从价层电子对间的斥力大小来看： 孤对孤对孤对成键成键成键,推断分子或离子的空间构型的具体步骤：,确定中心原子的价层电子对数，

5、判断电子对的空间构型。,在计算配位原子提供的价电子数时，H与卤素的每个原子各提供一个价电子，氧或硫原子则可认为不提供共用电子，即当氧、硫原子为配位原子时，配位原子提供的价电子数为0。例如：,根据斥力最小原则，价层电子与电子对空构型关系如下：,确定中心原子的孤对电子数，推断分子的空间构型。,若中心原子的价层电子对全是键，电子对的空间构型就是该分子的空间构型。如BeH2，BF3，CH4，PCl5，SF6分别为直线形、三角形、四面体、三角双锥和八面体。 若中心原子价层电子对中有孤对电子，分子空间构型将不同于电子对的空间构型。如，NH3分子价层电子对数为4，电子对空间构型为四面体，但分子的空间构型为三

6、角锥，因为四面体的一个顶点被孤对电子占据。,练习题:,解释NO2+, O3, SnCl3-, OF2, ICl3, I3-, XeF5+, ICl4- 等离子或分子的空间构型, 并指出其中心原子的轨道杂化方式。,返回,9.3 分子轨道理论（MO法）异核双原子分子,分子轨道,同核双原子分子,原子轨道和分子轨道的对称性,异核双原子分子,分子轨道,例：A原子提供 原子轨道，B原子提供 原子轨道。分子轨道理论认为它们结合时形成了分子轨道，可采取原子轨道线性组合的方法求得分子轨道的波函数：,分子轨道形成三原则：,能量相近 对称性匹配 最大重叠,返回,同核双原子分子：,第二周期同核双原子分子:B2 （B,

7、C,N),第二周期同核双原子分子：O2 (O,F),或,O2的电子构型：,或,N2的电子构型：,返回,异核双原子分子,关于原子轨道和分子轨道的对称性,对称：绕 轴旋转 ，形状不变,符号变。例如：原子轨道 , , , , 。化学键： 键。,返回,9.4 键参数,键级,键能,键长,键角,键矩与部分电荷,键级,例如：H2，O2，HF和CO的键级分别为 1，2，1，3。 键级愈大，分子愈稳定。,返回,键能,指在标准状态下气态分子拆开成气态原子时，每断裂1mol化学键所需能量的平均值。,多原子分子：E =,例如：H2O D (H-OH)=499kJ.mol-1 D (O-H)=429kJ.mol-1,E(O-H)=,=464kJ.mol-1,双原子分子: E = D 例如：E (H-Cl) = D(H-Cl)=431kJmol-1 E(Cl-Cl) = D(Cl-Cl)=244kJ mol-1,返回,键长,分子中两原子核间的平衡距离称为键长。 例如，H2分子中两个H原子的核间距为74pm，所以HH键长是74pm。,返回,键角: 多原子分子中，相邻两化学键之 间的夹角。,如：H2O分子中2个 OH 键之间的夹 角为104.5度。 键