第十八章分子结构辩析.ppt

第十八章 分子结构 第一节 价键理论 第二节 价层电子对互斥理论 第三节 分子轨道理论 第四节 键参数 18.1 价键理论 18.1.1 离子键的本质与特点 一. 离子键的形成 二．离子的三个重要特性 18.1.2 共价键的本质与特点 18.1.3 共价键的键型 18.1.4 杂化轨道 §18.2 分子轨道理论 18.2.1 分子轨道 18.2.2 同核双原子分子 18.2.3 异核双原子分子 *18.2.4 关于原子轨道和 分子轨道的对称性 §18.3 键参数 18.3.1 键级 18.3.2 键能 18.3.3 键长 18.3.4 键角 18.3.5 键矩与部分电荷 18.4 分子结构与物理性质 二、分子的极性 1、非极性分子：正负电荷中心重合的分子。 2、极性分子：正负电荷中心不重合的分子。 3、偶极矩： μ= q·d 10.6 分子间作用力 （一）范德华力：（假定分子间不发生化学反应为前提） 1、分子间的相互吸引作用 （1）非极性分子间 色散力——分子间由瞬时偶极而产生的作用力，非极性分子间正是因此而形成固体或液体。 （2）非极性分子和极性分子间 非极性分子在极性分子固有偶极作用下会发生变形极化，产生诱导偶极，这种由诱导偶极与固有偶极间的作用力——诱导力，此外，极性分子也会出现瞬时偶极，这样在非极性分子与极性分子间还会有色散力。  2、分子间力的特点和影响因素 特点（五类） （1）本质是一种电性作用力（静电吸引） （2）作用范围：是短程力，作用范围仅几百库·米，当分子间距离为分子本身直径的4~5倍时，作用力迅速减弱。 （3）作用能：一般只有几-几十千焦每摩，比化学键键能小1-2个数量级，但对由共价型分子组成的物质的一些物理性质影响很大。 （4）一般没有饱和性和方向性， （5）对大多数分子，色散力是主要的，一般相对大小，色散力＞取向力＞＞诱导力。 影响因素： ①分子间距离，这是主要因素，距离增大，作用力迅速减弱。 ②取向力还与温度和分子的极性强弱有关：温度升高，取向难，取向力减弱，分子偶极矩越大，取向力越强。 ③诱导力还与极性分子极性强弱和非极性分子的变形性大小有关：极性分子偶极矩越大，非极性分子极化率越大，诱导力越强。 ④色散力主要与分子的变形性有关，即分子极化率越大，色散力越强。 3、分子间力对物质物理性质的影响 主要影响熔、沸点、气化热、熔化热。 液态物质分子间力越大，气化热越大，沸点越高。 固态物质分子间力越大，熔化热越大，熔点越高。 一般说：结构相似的同系列物质（如X2）相对分子质量越大，分子变形性也越大，分子间力越强，物质的熔、沸点就越高。相对分子质量相等（如H3PO4、H2SO4）或近似而体积大的有较大变形性熔、沸点相对较高。 溶质或溶剂（若它们是同系列，如有机物中）的极化率α越大，分子变形性和分子间的力越大，溶解度越大。 分子极性小的（如聚乙烯、聚异丁烯等）分子间力小，硬度不大，含有极性基因的有机玻璃等物，分子间力较大，具有一定的硬度。 （二）氢键 在HX熔、沸点变化出现反常，这是因除分子间力外，还有氢键。 1、氢键的形成 如HF分子中，半径减小，它内层电子的带部分正电荷的氢原子与附近的HF分子中含孤电子对并带部分负电荷的F原子间产生的静电吸引力，即氢键。 同种分子间可产生氢键，不同种分子间也可产生氢键。如NH3和H2O 氢键通式： X—H……Y 从对氢键键长不同出发，对氢键产生两种不同的理解： ①“X—H……Y”把整个结构叫氢键。这样键长指X与Y间距离，如“F—H…F”键长为255Pm。 ②“H……Y”叫氢键，这样氢键的长为163Pm。 因此在这用氢键键长时，要特别注意。 但对氢键键能理解是一致的。把X—H…Y—H分解为HX和HY所需的能量。 2、分子间氢键和分子内氢键 1）分子间氢键 H2O 2）分子内氢键 如HNO3，如硝基苯酚等。 3、氢键形成对物质性质的影响 氢键通常是物质在液态时形成的，也会出现在晶态或气态物质中，如HF气、液、固态均有氢键。 能形成氢键的物质很多，如水合物、氨合物、无机酸和某些有机化合物，如DNA，双螺旋体间存在氢键。 （1）熔、沸点，有氢键存在的物质比同系列中无氢键物质熔、沸点高，如HX。分子内氢键，熔、沸点常降低，如有分子内氢键的邻硝基酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位硝基苯酚（以熔点定96℃）和对位硝基苯酚的熔点（1