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普通化学——分子结构.ppt

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按休克尔理论,苯分子也是通过定域 ? 键和离域? 键成键的。分子的30个价层电子,24个用于形成 6个C?C ? 键和6个C?H ? 键,留下的6个电子就填入由垂直于分子平面的6个p轨道线性组合产生的3个? 成键轨道而形成一个离域的 ? 66键 : 1、自由电子海模型与金属键 金属中的电子容易脱离原子核的束缚成为自由电子或离域电子。这些电子不再属于某一金属原子,而可以在整个金属晶体中自由流动,为整个金属所共有,留下的正离子就浸泡在这些自由电子的“海洋”中。金属中这种自由电子与正离子间的作用力将金属原子胶合在一起而成为金属晶体,这种作用力即称为金属键。 §5. 金属键 2、金属的特性 不透明和金属光泽:自由电子不受某种具有特征能量和方向的键的束缚,所以能够吸收并重新发射很宽波长范围的光线,从而使金属不透明并具金属光泽。 良好的导电性和导热性:自由电子在外场影响下可定向流动而形成电流,因此具有良好的导电性。由于自由电子在运动中不断的和金属正离子碰撞而交换能量,当金属一端受热,加强了这一端离子的振动,自由电子就能把热能迅速传递到另一端,使金属具有好的传热性。 3) 良好的延展性和可塑性:由于自由电子的胶合作用,当晶 体受到外力作用时,金属正离子间,容易滑动而不断裂, 所以金属经机械工可压成薄片和拉成细丝。 3、金属能带理论 能带理论即分子轨道理论在金属晶体中的应用。该理论把金属晶体看成一个大分子,这个分子由晶体中所有原子组合而成。由于各原子的原子轨道之间的相互作用而组成一系列相应的分子轨道,其数目与形成它的原子轨道数目相同。例如,当个Li原子聚集成属晶体大分子时,各价电子波函数相互重叠而组成n个分子轨道,其中n/2个分子轨道有电子占据,而另n/2个是空着的。 由于金属晶体中原子数目极大,所以这些分子轨道之间的能级 间隔极小,形成所谓的能带。由已充满电子的原子轨道所形成的 低能量能带称为 满带 ;由未充满电子的能级所组成的高能量能带,称为导带 ;满带与导带之间的能量间隔较大,电子不易逾越,称为禁带 。 4、金属键的强度与金属原子化热 金属键的强弱与各金属原子的大小、电子层结构等许多因素密切相关,这是一个比较复杂的问题。通常可以用金属原子化热来衡量。 金属原子化热是指1mol金属变成气态原子所需要吸收的能量即298K时的气化热。 一般说来,金属原子化热的数值较小时,其质地较软,熔点较低;而金属原子化热数值较大时,其质地较硬而且熔点较高。 §6. 分子间作用力和氢键 不同原子对电子的吸引不相等而使整个分子的正负电荷重心不重合的性质称为分子的极性 ,分子的极性用偶极矩? 描述: ? = ? ? l 常用单位:德拜(D) 1 D = 3.336?10-30 C?m 1. 分子的极性 对于同核双原子分子 — 正负电荷重心重叠 异核双原子分子 — 正负电荷重心不重叠,分子偶极矩等于键的偶极矩 多原子极性分子 HCl H2O NH3 O2 CO2 BF3 CCl4 对多原子分子而言,分子偶极矩则等于各个键的偶极矩的矢量和.因此多原子分子的极性不但取决于键的极性,而且取决于分子的几何形状. 多原子非极性分子 范德华力特征: a. 永远存在于分子或原子间 b. 短程作用(几个pm),强度与 1/ r6 相关,对距离非常敏感 c. 非常弱的相互作用 一般 2 ~ 20 kJ·mol-1 d. 无方向性和饱和性 2. 分子间作用力 (范德华力) 范德华力包括: a. 取向力(刻松力) 极性分子和极性分子之间的作用力 取向力 b. 诱导力(德拜力) 外电场会把非极性分子的正负电荷重 心拉开,使本来没有极性的分子显极性。 分子因外电场作用而形成的偶极矩叫诱导偶极矩 ??,诱导偶极矩的大小和外电场的强度E成正比。 分子间通过诱导偶极产生的作用力叫诱导力或德拜力 通过极性分子改变空间取向而在它们的电偶极之间产生的电性吸引力,称为取向力或刻松力。 极性分子之间的偶极成为永久偶极 诱导力 极性分子互相取向彼此吸引的同时,分子还会在对方电场的作用下

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