化学类新教案01课件.ppt

第一章　物质结构基础 ?二、共价键 　　【思考】两个氢原子可以通过共用电子对形成H2分子，三个氢原子能否靠共用电子对形成H3？　　1916年美国化学家路易斯(Lewis)提出经典的价键理论，他认为H2、O2、N2等分子的原子间可以共用一对或几对电子，每个原子都达到稳定的稀有气体原子的结构。这种原子间通过共用电子对形成的化学键叫做共价键。经典价键理论成功解释了同种元素的原子的成键情况，但这一理论不能解释两个氢原子可以形成电子对，三个氢原子能否共用电子形成H3？为了解决这些矛盾，1927年德国化学家海特勒(Heitler)和伦敦(London)用量子力学方法处理H2分子的形成，以后鲍林等人提出了现代价键理论，又称电子配对法。 前页 　　1.现代价键理论 （1）现代价键理论的要点 　　①电子配对原理。 一个原子有几个未成对电子，便可以和几个自旋相反的未成对电子配对形成共价键。若A、B两原子各有一个未成对电子且自旋相反，则可配对形成共价单键；各有两个或三个自旋相反的未成对电子，可形成双键或叁键，A原子有一个未成对电子，B原子有两个未成对电子且自旋相反，则2个A和1个B形成共价单键而结合成A2B分子。 　　②原子轨道最大重叠原理。 成键电子的原子轨道重叠越多，两核间电子的概率密度越大，形成的共价键越牢固。 （2）共价键的特征 　　由于只有未成对的电子才能成键，而已键合的电子就不能再与其它电子配对成键，故一个原子形成共价键的数目受到原子内未成对电子数的限制，这就是共价键的饱和性。 　　原子轨道中，除s轨道呈球形对称外，p和d轨道都有一定的空间取向，它们成键时，原子轨道间尽可能沿着最大重叠方向成键，这就是共价键的方向性。 （3）共价键的类型 　　①σ键。成键原子轨道沿键轴，以“头碰头”的方式重叠，形成的共价键叫键，如下图。 　　②π键 成键原子轨道以“肩并肩”的方式重叠，重叠部分在键轴的两侧，这样形成的共价键叫键，如下图。 （4）键参数 　　键参数是表征化学键性质的物理量，主要有键长、键角和键能。 　　①键长。分子中两个成键原子核间的平均距离叫键长。一般键长越短键越牢固。 　　②键角。分子中键与键之间的夹角叫键角。键角是确定分子空间构型的重要参数之一。　　③键能：在298.15K、100kPa的条件下，将1mol气态双原子分子AB中的化学键断开，使其变成气态的A和B时所需的能量。 一些共价键的键长和键能 　　2.杂化轨道理论　　杂化：原子形成分子时，同一原子中能量相近的不同原子轨道重新组合成一组新的轨道的过程。　　杂化轨道：形成的成键能力更强的新轨道。　　有n个原子轨道参与杂化，就形成n个新的杂化轨道。 　　轨道经杂化后，其角度分布及形状均发生了变化，例如s轨道和p轨道杂化后，杂化轨道的形状既不同于s轨道，也不同于p轨道，而是一头大另一头小的葫芦形。这种形状会使原子轨道重叠的程度增大，成键能力增强。下图是sp杂化轨道形成示意图。 　　（1）sp杂化：同一原子的1个s轨道和1个p轨道之间进行杂化，形成2个等价的sp杂化轨道的过程。　　每个杂化轨道含1/2s成分和1/2p成分，两个杂化轨道间的夹角是1800。形成分子的空间构型为直线形。 　　（2）sp2杂化 同一原子的1个s轨道和2个p轨道之间进行杂化，形成的3个sp2杂化轨道中含1/3s成分和2/3p成分，杂化轨道间的夹角是1200，形成的分子空间构型为平面三角形。 　　（3）sp3杂化 同一原子的一个s轨道和3个p轨道之间进行杂化，形成的4个sp3杂化轨道中含1/4s成分和3/4p成分。轨道间的夹角是109.50，形成的分子空间构型为正四面体。 ?第三节　分子间力和氢键 【思考】 　　水蒸气可凝聚成水，水凝固成冰，这一过程说明什么问题？ 　　1873年荷兰物理学家范德华（Van Der Waals）对气态物质凝聚成液态，液态物质凝固成固态这一现象，进行了研究，指出这一过程表明分子间还存在着一种相互吸引作用，提出了分子间力的概念，所以人们又把分子间力叫范德华力。分子间作用力的大小与分子的极性有关，它是决定物质熔点、沸点、溶解度等物理性质的重要因素。 基础化学 第一章　物质结构基础 前页 后页 首页 基础化学 前页 后页 首页 第三节　分子间力和氢键 第二节　化学键 第一节　原子结构与原子周期律 学习目标 课后习题 首页 ?学习目标： ?了解分子间作用力及氢键的有关概念及它们对物质性质的影响。 ?理解离子键的形成；原子核外电子运动状态的描述；元素性质的递变规律；简单分子的空间构型。 ?掌握核外电子的排布规律；元素周期律和元素周期表的结构；共价键的本质、形成过程、特点和类型。 ?能利用原子结构知识解释共价键的形成、本质；应用分子间作用力和氢键解释它们对物质性质的影响。