第六章分子结构和晶体结构讲解.ppt

分子内部的原子之间，是通过共价键结合在一起的,而分子之间，是通过分子间作用力相互结合的。这种作用力比化学键要弱得多，一般只有几个--几十个kJ?mol－1。分子间力虽然较弱，但它对分子晶体的物理性质：如熔沸点、溶解度、表面张力、粘度等，起着决定性的作用。 （2）氢键具有饱和性 每一个X—H只能与一个Y原子形成氢键。原因是H原子半径比X、Y原子半径要小得多，当形成一个X—H……Y后，如果再有一个极性分子的Y原子靠近它们，则这个电子云受X、Y的斥力，比受带正电的氢原子的吸引力大。因此不能再形成氢键。 离子键理论 1．电负性小的活泼金属原子与电负性大的活泼非金属原子相遇时，它们都有达到稳定结构的倾向。由于两原子的电负性相差较大，易发生电子得失而产生正、负离子。 2．稳定结构：主族元素：生成的离子多具有稀有气体的结构，p轨道全满；副族元素：生成的离子d轨道半充满（有例外）。 3．原子间发生电子转移而具有稳定结构的正负离子时，新体系的能量一般也是最低的。 离子键的特点 1、无方向性：带电体正负电荷分布球形对称，只要条件允许，可以在空间各个方向与带有相反电荷的离子互相吸引，在空间各个方向施展其电性作用。 2、无饱和性：每一个离子可以同时与多个带相反电荷的离子互相吸引。Na+周围有六个Cl-，并非饱和，远一点的Cl-也受电荷吸引，只不过距离较远。 自由电子模型 金属原子电负性、电离能较小，价电子容易脱离原子的束缚，这些价电子有些类似理想气体分子，在阳离子之间可以自由运动，形成了离域的自由电子气，自由电子气 把金属阳离子“胶合”成金属晶体。金属晶体中金属原子间的结合力称为金属键。 实质：金属晶体内所有原子都参加的一种特殊的多原子共价键，或者说是一种特殊的多中心离域键。 无方向性和饱和性 4.不等性sp3杂化 小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型 中心原子 Be(ⅡA) B(ⅢA) C,Si (ⅣA) N,P (ⅤA) O,S (ⅥA) Hg(ⅡB) 直线形 三角形 四面体 三角锥 V型 杂化轨道类型 s+p s+3p s+2p s+3p 参加杂化的轨道 2 4 4 3 杂化轨道数 成键轨道夹角 分子空间构型 实例 sp sp2 sp3 不等性sp3 1.三种典型的离子晶体 NaCl型 晶胞中离子的个数： 晶格：面心立方 配位比：6:6 (红球－Na+ , 绿球－Cl-) CsCl型 晶胞中离子的个数： (红球－Cs+ , 绿球－Cl-) 晶格： 简单立方 配位比： 8:8 晶胞中离子的个数： ZnS型(立方型) 晶格：面心立方 (红球－Zn2+ , 绿球－S2-) 配位比：4:4 层间为分子间力 CH4的空间构型为正四面体 C：2s22p2 1.sp3杂化 sp3 四个sp3杂化轨道 甲烷的形成 B： 2s22p1 2.sp2杂化 BF3的空间构型为平面三角形 sp2 sp2杂化 三个sp2杂化轨道 BF3的形成 Be：2s2 3.sp杂化 BCl2的空间构型为直线形 Cl Cl Be sp sp杂化 Be采用sp杂化 生成BeCl2 两个sp杂化轨道 SP2不等性杂化 SP等性杂化 共价键的方向性 (离子键) 四、氢键(Hydrogen bond)（ ? 氢键） 从分子间力的大小来考虑，H2O、HF、NH3的熔沸点应该是同族氢化物中最低的，但实际恰恰相反，它们的熔沸点反而最高，原因就是这些分子之间存在着氢键。 （一）氢键的形成 条件：H 原子与电负性大而半径小的原子如：N、O、 F 形成共价化合物时，分子间会产生氢键。（NH3、H2O、HF） （ ? 氢键的形成） 有些分子间除了普通的分子间力之外还有一种特殊的作用力——氢键。 （二）氢键的特点：（ ? 氢键的特点） 1.方向性（有方向性的分子间力） 2.饱和性 （三）氢键对物质物理性质的影响 氢键的强度比化学键小，但比普通的分子间力要大，它对物质的物理性质有很大的影响。 3.氢键的强弱与元素电负性有关 1.对熔沸点的影响 分子间若存在氢键，会使相互作用力增强，使物质熔沸点升高。象刚才的NH3、H2O、HF就是因为分子间存在氢键，才会产生特殊的高熔点、高沸点。 2.对溶解度的影响 溶质分子和溶剂分子之间存在着氢键，溶解度就会大大增加。 NH3→H2O （喷泉实验） 3.对粘度的影响 分子之间存在着氢键，粘度就会大大增加。比如：甘油、浓硫酸等多羟基的化合物，由于众多氢键的形成，大部分为粘稠状液体。 有若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质的化学性质的现象。如：(HF )n；(H2