04-化学键性质和分子的几何形状课程.ppt

小测验 请写出26号元素的名称和周期表中的位置 化学键性质和分子的几何形状 化学键 共价键 离子键 金属键 配位键 金属配合物 分子和原子晶体 固体 化学键的分类 大多数的生物分子 强电解质盐 骨骼等硬组织 金属 路易斯（Lewis）化学键理论复习 离子键 共价键: or 8电子规则（Octet rule）: 原子倾向于依靠得到或失去或公用电子的三种方式之一，形成外层类似惰性气体原子结构的8个电子的稳定状态。 多重键: 不符合8电子规则的结构 共振结构 BF3 H3O+ 离子键的形成要点 从分析可知Born-Harbor循环离子键的形成要点： Na + Cl → Na+ + Cl- Na+ + Cl- → Na+Cl- + 晶格能（lattice energy） （1） 发生电子转移形成正负离子 （2） 正负离子通过密堆积形成稳定的离子晶体，并释放晶格能 (密堆积晶体) 决定离子键强度的主要因素是晶格能大小 决定晶格能大小的因素主要包括离子电荷、离子半径和密堆积的方式 离子晶体的性质 高熔点、高沸点 硬度大、强度高 晶体易脆 熔融和溶解后导电 红宝石（刚玉）天然矿物、加工晶体和刚玉晶体中阴阳离子的排列方式 - + - + - + + - + - - + - + - + + - + - - + - + - + + - + - 外力打击 晶面 晶面 离子化合物在水中的溶解过程 NaCl盐的溶解包含了主要两个过程 首先晶体结构解离成为裸露的Na+和Cl-离子。本解离过程主要克服晶格能 裸离子与溶剂水分子结合、形成水合Na+和Cl-离子。本过程将释放离子的水合能（hydration energy） 强电解质：水合能大于解离能 难溶盐（slightly soluble ionic compounds）：水合能小于解离能 晶格能很大的离子化合物如Al2O3、TiO2等基本上不溶于水 例 为什么钢化玻璃壁普通玻璃强度大，而且打碎后成为较圆的小颗粒？ 解：钢化玻璃由于是骤冷而形成，固体中离子的堆积比较接近于熔融的玻璃，因此更紧密和无序。这样既具有较大的晶格能，又没有较大的晶面，因此钢化玻璃强度大，而碎裂后成为小颗粒。 共价键和共价化合物 原子晶体 金刚石 小分子 ATP 生物大分子 血红蛋白 共价键的参数 共价键的特点：具有饱和性和方向性 键参数： 键能: 几百 kJ/mol 键长: 几百 pm 键角: 0-180o 键极性：极性或非极性 键能：共价键的稳定性标度 键能 共价键 键长（pm） 键能（kJ/mol） 共价键 键长（pm） 键能（kJ/mol） C―C 154 346 O―O 148 146 C=C 134 610 O=O 120 495 C≡C 120 835 键能大小取决于成键原子的性质 对相同原子形成的共价键，键能越大，键长越短；键的多重性越高，键能越大 键长和键角：决定分子的结合构型 单键 双键 叁键 1.0 0.8~0.9 0.75~0.8 例 已知在乙烯C2H2分子中，C-H键长109pm，C=C键长134pm，各共价键之间的键角都是120o。请画出乙烯的分子结构 解： （其中C=C比C-H长出1/4左右） 共价键的极性(1) 非极性 极性 对于单键来说： 相同原子组成非极性键； 不同原子组成极性键，电负性大的原子带d-电荷，电负性小的原子带d+电荷； H F H H d+ d- D是偶极矩的德拜（Debye）单位，1D=3.34×10-30 C?m 共价键的极性(2) O O C O d+ d- O O O d+ d- d- 非极性 极性 极性 对于多重键来说： 不相同原子组成极性键，键极性的方向需要具体分析； 相同原子组成键的极性，需要具体分析； 共价键极性如何决定分子极性 分子的极性是共价键极性的矢量加和 双原子分子：键的极性就是分子的极性 多原子分子：取决于键的极性和分子的几何构型 结构高度对称的分子总为非极性分子。 价层电子对互斥理论预测分子的形状 VSEPR原理：所有价层电子对（包括成键电子对和孤对电子）都相互排斥，分子的形状应当采用价层电子对相互远离的构型，从而使彼此间的相互排斥力达到最小 关键词 中心原子 成键电子对 孤对电子 预测分子几何构型的方法 正确写出该分子的路易斯结构式，注意标出位于结构中心原子的孤对电子以及写出该分子的所有共振结构式； 计算或直接数出中心原子的价层电子对数。 根据价层电子对和孤对电子的总数判断中心原子的几何构型； 对中心原子和分子几何构型进行调整： 电子对之间的排斥能力不同： 孤对-孤对 孤对-成键 成键-成键； 多重键相当于一对超级成键电子； 分析中心原子的杂化轨道方式，确定