分子结构与性质资料.ppt

* * * * * * * * * * NH3 和 H2O 分子空间构型示意图 Sp3不等性杂化形成。O和N上S轨道含有的孤对电子进入Sp3杂化轨道,使含有孤对电子的杂化轨道能量与其它杂化轨道不同，空间分布也不对称。 * 能够很好地解释一些分子的空间构型， 解释不了像氧分子具有顺磁性等一类的问题。 杂化轨道理论的特点 * 主要观点为：当原子形成分子后，电子不再局限于个别原子的原子轨道，而是从属于整个分子的分子轨道。分子轨道可以近似地通过原子轨道的适当组合而得到。 (3) 分子轨道理论(了解) 强调分子的整体性 几个原子轨道形成几个分子轨道. 分子轨道能级低于原子轨道的—成键轨道, 分子轨道能级高于原子轨道的—反键轨道。 * 氢分子的分子轨道示意图 (a) 成键轨道 (b) 反键轨道 * 电子在分子轨道中的排布规则同样服从能量最低原理、泡利（Pauli）不相容原理和洪特（Hund）规则。 * σ2s 2s σ2s* σ2px π2py π2pz π2py* π2pz* 2p 2p 2s σ2px* O2 分子的分子轨道和电子排布示意图 能量 * 电子排布式： O2 [KK (σ2s)2 (σ2s*)2 (σ2px)2 (π2py)2 (π2pz)2 (π2py*)1 (π2pz*)1]， KK 为氧原子的 1s 轨道。 一个σ键和两个三电子π键，结构式： 氧分子的结构式 分子轨道理论的应用 1.推测分子的存在和阐明分子的结构 2.描述分子的结构稳定性 3.预言分子的顺磁性和反磁性 顺磁性：凡有未成对电子的分子，在外加磁场中必顺着磁场方向排列，称为顺磁性。反之，电子完全配对的分子则具有反磁性。 * 分子间力和氢键-----范德华力、次价力和氢键 1. 范德华力 在小分子中分子间作用力被称做范德华力.又称为分子间力. 取向力 诱导力 色散力 分子间力是决定物质的沸点，熔点，汽化热，熔化热，溶解度，表面张力以及粘度等物理性质的主要因素。 * 分子的极化 分子的极化：在外加电场的作用下，分子中正﹑负电荷中心距离拉大产生变形,这一过程称为分子的极化。 * 分子变形使分子正负电荷中心发生相对位移产生的偶极——诱导偶极。当外电场取消时，则诱导偶极消失。非极性分子和极性分子在外加电场的作用下都会产生诱导偶极。 极性分子本身存在偶极—永久偶极 由于电子绕核作高速运动有随机性和核的振动存在,使任何分子都发生瞬间正负电荷中心的相对位移,产生瞬时变形极化——瞬时偶极。 * 分子的极化在相邻分子间也可发生.因为任何分子都有正负电荷中心，都有偶极。这些分子的偶极相当于无数个微电场。 极性分子相互靠近时同极相斥,异极相吸——取向作用。 取向力:固有偶极与固有偶极间的相互作用。. 色散力—瞬时偶极之间的相互作用. 诱导力—固有偶极与诱导偶极间的相互作用 * – + – + – + – + – + – + 取向力 – + – + ± – + – + – + 诱导力 ± ± – + – + 色散力 分子间作用力示意图 * 极性分子与极性分子间的作用力——色散力和诱导力和取向力 极性分子与非极性分子间作用力——色散力和诱导力 非极性分子间的作用力---只有色散力 三种作用力中色散力是主要的.只有极性很大的分子H2O取向力主要. * 一些物质的分子间作用力 分子 取向力 / (kJ·mol–1) 诱导力 / (kJ·mol–1) 色散力 / (kJ·mol–1) 总能量 / (kJ·mol–1) H2 0. 0 0. 0 0. 170 0. 170 Ar 0. 0 0. 0 8. 490 8. 490 Xe 0. 0 0. 0 17. 410 17. 410 CO 0. 003 0. 008 8. 740 8. 750 HCl 3. 300 1. 100 16. 820 21. 120 HI 0. 590 0. 310 60. 540 61. 440 NH3 13. 300 1. 550 14. 730 29. 580 H2O 36. 360 1. 920 9. 000 47. 280 * 分子间的作用力比化学键小1～2个数量级，仅仅几个千焦每摩尔，最多也只有十几千焦每摩尔。分子间力是一种极近距离的电性作用力，没有饱和性和方向性。 分子间力对物质的物理性质的影响 一般来说，相同类型的单质或化合物中，分子间力随其相对分子质量的增大而变大。 分子间力越大，汽化热越大，沸点就越高；固态物质的分子间力越大，熔化热就越大，熔点就越高等。 * 氢原子与电负性大、半径相对较小的 O 或 N 原子成键时，其电子云强烈偏离 H 原子，使其成为近似裸露