分子结构..docVIP

授课时间 第 3 周 教学时数 2 章节名称 第二章 分子结构 教 学 目 的 及 要 求 通过介绍离子键、共价键、氢键等基本知识和价键理论、杂化轨道理论等内容，为后续知识和有机化学、分析化学的学习奠定基础。 1.掌握离子键共价键氢键的概念及特点；掌握价键理论。 2.熟悉分子间作用力及杂化轨道理论等内容。 3.了解离子晶体、分子晶体和原子晶体的特点。 运用上述知识解释物质的性质及其变化规律。 教 学 重 点 及 难 点 价键理论、杂化轨道理论、氢键 教具 多媒体 教学方法 讲授同时贯穿现代启发式教学思想 教学过程设计 时间分配 第一节 离子键 2 第二节 共价键 杂化轨道理论 sp2杂化 第二节 共价键 杂化轨道理论 sp3杂化 2 第三节 分子间作用力和氢键 教 学 内 容 备 注 第一节离子键 一、 离子键的形成和特征 1、 离子键的形成 ? ? 电负性 I1或Y1（KJ/mol） 电离能很小的金属原子： Na 0.9 496 ? K 0.8 419 电子亲合能很大的非金属原子： Cl 3.0 -348.8 ? O 3.5 -141 电负性相差大的元素相遇，一失电子，一得电子，它们之间以静电引力相结合，形成离子键。 ④：阳阴离子间具有静电引力，两原子的电子云间存在排斥力，两原子核间存在相互排斥力，当两原子接近到一定距离，引力=斥力，（此时整个体系能量最低），形成离子键。 2、 离子键的特征 本质：阴、阳离子间的静电引力 无方向性、饱和性 只要空间允许，尽可能多地吸引带相反电荷的离子（任何方向，尽可能多）。但总体来说，有一定比例。 二、 离子的特性 1、 离子的电荷 离子化合物AmBn：An+，Bm- +n﹥+3，很少见 2、 离子的电子层结构 简单阴离子的电子构型，一般与同周期希有气体原子电子层构型相同。 简单的阳离子构型： 3、 离子半径 将阴阳离子看成是保持着一定距离的两个球体。 d = r+ + r- 单位：pm（10-12m） 规律： 同一元素： 负离子半径 ＞ 原子半径＞ 正离子半径 低价负离子半径 ＞ 高价负离子半径 低价正离子半径 ＞ 高价正离子半径 例： 同一周期 从左到右，阳离子：正电荷数↑，半径↓ ???阴离子：负电荷数↓，半径↓ 同一主族 电荷数基本相同，从上到下，半径↑（电子层增加） 离子半径↓，离子间引力↑，离子键强度↑，熔、沸点↑，硬度↑ ? 第二节价键理论 ? 1916年，路易斯提出共价键理论。 靠共用电子对，形成化学键，得到稳定电子层结构。 定义：原子间借用共用电子对结合的化学键叫作共价键。 对共价键的形成的认识，发展提出了现代价键理论和分子轨道理论。 一、 价键理论（电子配对法） 1、 氢分子共价键的形成和本质 （应用量子力学） 当两个氢原子（各有一个自旋方向相反的电子）相互靠近，到一定距离时，会发生相互作用。每个H原子核不仅吸引自己本身的1s电子还吸引另一个H原子的1s电子， 平衡之前，引力＞排斥力， 到平衡距离d，能量最低：E0﹤2E， 形成稳定的共价键。 H原子的玻尔半径：53pm，说明H2分子中两个H原子的1S轨道必然发生重叠，核间形成一个电子出现的几率密度较大的区域。 这样，增强了核间电子云对两核的吸引， 削弱了两核间斥力， 体系能量降低，更稳定。 （核间电子在核间同时受两个核的吸引比单独时受核的吸引要小，即位能低，能量低） 2、 价键理论要点 要有自旋相反的未配对的电子 H↑+ H↓ -→ H↑↓H 表示：H:H或H-H 电子配对后不能再配对 即一个原子有几个未成对电子，只能和同数目的自旋方向相反的未成对电子成键。 如：N：2s22p3，N≡N或NH3 这就是共价键的饱和性。 原子轨道的最大程度重叠 （重叠得越多，形成的共价键越牢固） 3、 共价键的类型 σ键和π键（根据原子轨道重叠方式不同而分类） s-s ：σ键，如：H-H s-p ：σ键，如：H-Cl p-p ：σ键，如：Cl-Cl ??π键， 单键：σ键 双键：一个σ键，一个π键 叁键：一个σ键，两个π键 例：N≡N σ键的重叠程度比π键大，π键不如σ键牢固。 ? σ键 π键 原子轨道重叠方式 头碰头 肩并肩 能单独存在 不能单独存在 沿轴转180O 符号不变 符号变 牢固程度 牢固 差 含共价双键和叁键的化合物重键容易打开，参与反应。 非极性共价键和极性共价键 根据共价键的极性分（电子云在两核中的分布），由同种原子组成的共价键为非极性共价键。 例： H2 ，O2 ，N2等 一