大学无机化学经典课件：分子结构.ppt

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1、第一章分子的结构与性质1.2键参数键能、键长、键角1弱键强键强键弱键放热吸热C-CC=CC≡C键能KJ/mol356598813键长pm1541341202键能（E）：气体分子每断裂单位物质的量的某键时的焓变,KJ/mol如：标态下HCl(g)H(g)+Cl(g)△Hθ=431KJ/molEθ(H-Cl)=431KJ/mol对双原子分子：E=键离解能DD：将处于基态的双原子分子AB拆开成也处于基态的A原子和B原子时，所需能量即为AB分子的对多原子分子：E=逐级离解能的平均值3键角反映分子空间构型：如CO2，键角=1

2、800，直线型键长:分子内成键两原子核间的平衡距离41.2.1价键理论共价键离子键金属键51.价键理论价键理论杂化轨道理论分子轨道理论一共价键6789成键的条件:具有未成对的、自旋方向相反的电子最大重叠原理：共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成10特征：具有饱和性，+HHNN方向性11122共价键的键型——σ键，π键，δ键σ键：原子轨道沿键轴方向，“头碰头”重叠1314π键：原子轨道沿键轴“肩并肩”重叠如N22s22p3一个σ键，两个π键15N2分子结构示意图16沿着键轴方向以“头碰头”重叠的原子轨道能够发生

3、最大程度重叠，重叠部分沿键轴呈圆柱形对称，键能大、稳定性高。以“肩并肩”重叠的原子轨道，其重叠部分对通过键轴的一个节面具有反对称性，但重叠程度要比键轨道的小。因此，键的键能小于键的键能，稳定性低于键，但键的电子比键的电子活泼，容易参与化学反应。17xyyzzσ键，π键的总结18固氮原理：使N2活化，削弱N原子间的牢固三重健，使它容易发生化学反应。固氮酶中含有过渡金属与氮分子形成的配合物，此配合物使N2活化，易于被还原。实验证明，氮分子与过渡金属形成的化学键，不仅有经典的σ配位键，还有π反馈键，导致氮分子

4、的三键被削弱，氮分子被活化19δ键：一个原子的d轨道与另一个原子相匹配的d轨道以“面对面”的方式重叠（通过键轴有两个节面）20σ键，π键的不同21配位共价键：共用电子对是由一个原子单方面提供而形成的形成配位键的必备条件：1）一个原子价电子层有孤对电子2）另一原子价电子层有空轨道。如：CO分子224.键的极性非极性：同种原子形成的如H2，N2，O2极性：不同原子形成的H-IH-BrH-ClH-F极性增强231.形成和特征2Na+Cl2=====2NaCl燃烧3s13s23p5二离子键1916年，德国化学家W.Koss

5、el根据大多数化合物具有稀有气体稳定结构的事实，提出了离子键的概念。2425这类化合物之所以导电，是因为它们在熔融状态或水溶液中能够产生带电荷的粒子，即离子。Kossel认为电离能小的活泼金属元素的原子和电子亲和能大的活泼非金属元素的原子相互接近时，金属原子上的电子转移到非金属原子上，分别形成具有稀有气体稳定电子结构的正负离子。正离子和负离子之间通过静电引力结合在一起，形成离子化合物。这种正负离子间的静电吸引力就叫做离子键。2627离子键是靠静电引力而形成的化学键，电负性相差大的元素之间才能形成离子键特征：1.无方

6、向性2.无饱和性28离子键是活泼金属元素的原子和活泼非金属元素的原子之间形成的，其形成的重要条件就是原子之间的电负性差值较大。一般来说，元素的电负性差越大，形成的离子键越强。即使是电负性最小的铯与电负性最大的氟所形成的氟化铯，也不纯粹是静电作用，仍有部分原子轨道的重叠，即仍有部分共价键的性质。一般用离子性百分数来表示键的离子性的相对大小，实验证明，在氟化铯中，离子性占92%，也就是说铯离子与氟离子之间的键仍有8%的共价性。一般把元素电负性差值大于1.7的化合物看作是离子型化合物292离子半径d=r++r-核间距d可

7、以用X射线衍射方法通过实验测定301926年，Goldchmidt用光学法测得F－离子半径为133pm和O2-离子半径为132pm。以此为基础，他利用式推出80多种离子的半径d=r++r-31已知：F-的半径r=133Pm规律：rMn+rM；rMn-rMrNa+rMg2+rAl3+rF-rCl-rBr-rFe3+rFe2+<><<>><键型过渡：成键两元素的电负性差值越大，键的极性越强32离子键的强度通常用晶格能的大小来衡量。因为在离子晶体中，既有相反电荷之间的库仑吸引力，又有相同电荷之间的排斥力，所以离子化合物中

8、离子键力是晶体中吸引力和排斥力综合平衡的结果。离子型化合物在通常状态下是以阴、阳离子聚集在一起形成的巨分子的形式存在，所以离子化合物的化学结合力不是简单的两个阴、阳离子之间的结合，而是整块晶体之内的整个结合力。因此用晶格能描述离子键的强度经常比离子键的键能更好。33晶格能的定义：在标准状态下将１mol离子型晶体(如NaC1)拆散为1mol气态阳离子(Na＋)