4第四章物质结构简介.ppt

价键理论的缺陷：不能解释CH4等的形成及分子空间构型：C（2s22p2），仅有2个2s成单电子，应只能形成CH2、直线形，但CH4是正四面体。 价键理论简明阐述了共价键的本质和具有方向性和饱和性等特点。 为了解释多原子分子的空间构型，鲍林于1931年在价键理论的基础上，提出了杂化轨道理论，补充和发展了价键理论。 二、 杂化轨道理论 杂化轨道理论的要点 （1）在形成化学键的过程中，中心原子中能量相近的不同类型的原子轨道重新组合，形成新的能量相等的轨道。这种重新组合的过程叫杂化，形成的新轨道叫杂化轨道。 （2）形成的杂化轨道数目等于参加杂化的原子轨道总数。 （4）杂化后轨道重叠程度大，能量低于成键前的能量，成键能力强，形成的分子更稳定。 注意：杂化只在形成分子时才发生。 （3）杂化轨道沿键轴方向与其他原子轨道重叠形成? 共价键，构成分子的骨架结构;杂化轨道相互排斥，形成最大键角，决定了分子的空间构型。 2. 杂化轨道的类型及分子的空间构型 等性杂化：形成的杂化轨道能量相等。 不等性杂化：形成的杂化轨道能量不相等。 s-p杂化：sp,sp2,sp3及不等性sp3杂化; 由非过 渡元素同一能级组nsnp 形成(本章介绍)。 s-p-d杂化：由过渡元素 (n-1)dnsnp能级组或nsnpnd能级组形成(配合物章讲)。 s-p-d-f杂化：我国化学家唐敖庆等人提出。 (1) sp杂化 中心原子为Be和ⅡB元素，一般以sp杂化成键，形成AB2型化合物。 1条ns轨道+1条np轨道→2条sp杂化轨道， 每条轨道均具有?s和? p的成分，能量相等，即等性杂化。 特点：sp杂化轨道夹角为180o， 分子空间构型为直线形。 例：BeCl2， HgCl2 ， C2H2 以BeCl2为例 4Be 2s2 17Cl 3s23p5 sp sp杂化 Be 2s2 － ＋ ＋ sp杂化 － ＋ ＋ － ＋ － ＋ Cl Cl 成键 Be Be Cl Cl ⌒ 180o ? 键 ? 键 成键 BeCl2 以sp杂化成键的过程 BeCl2 : sp杂化,直线形,键角180o,2 ? 键: sp-p 未参加杂化的np轨道与分子垂直 CH ?CH分子也是用sp杂化成键的。 其中每个碳原子均采用sp杂化： 6C 2s22p2 sp2条 sp杂化 2p2条 两个碳原子间形成一个sp—sp杂化的? 键和两个p—p? 键，分子构型为直线形。 CH ?CH： sp杂化,直线形,键角180o, 3个? 键：sp-sp(C-C)1个； sp-s (C-H) 2个 2 个?键：p-p(C-C) 2个 CH ?CH以sp杂化成键过程及分子构型 C2H2 : sp杂化,直线形,键角180o,3个? 键, 2个?键 （2）sp2杂化 特点：sp2杂化轨道夹角为120o, (另外CH2O,C2H4,CO32-,NO3- ,SO3 中心原子采用 sp2杂化成键) 空间构型为平面三角形。 1条ns轨道+2条np轨道→3条sp2杂化轨道，每条轨道均具有?s和?p的成分，能量相等，即等性杂化。 中心原子为ⅢA族的元素，一般以sp2杂化成键，形成AB3型化合物,例BF3 ,BBr3。 以BF3为例 5B 2s22p1 9F 2s22p5 5B 2s22p1 成键 sp23条 sp2杂化 F F F 2. 离子键的性质 （1）本质—静电引力 离子键的特征—无方向性和饱和性。 离子键是靠正、负离子间的静电引力形成的。 因假定离子的电荷分布是球形对称的，故可在各个方向上、同等程度的、尽量多的吸引相反电荷的其他离子。形成牢固的离子键，所以： 通常离子化合物是由正、负离子按化学式组成相间排列形成“巨大分子”。如： NaCl仅是氯化钠的化学式，表示氯化钠晶体中Na+和Cl-在晶格结点上是1:1,摩尔比是1:1 （2）键的离子性—与元素电负性有关 成键两元素的电负性差值?X越大,离子键成分越大,形成的离子键越稳定。 对AB型化合物,通常用Δc=1.7近似判断 ： ?c1.7可视为离子键化合物; ?c(NaCl)=2.23 ?c?1.7可视为共价键化合物;?c (AgCl)=1.23 ?c = 1.7，单键约具有离子键成分50% 电负性差最大的CsF (?c=3.3) , 键的离子性也只有92%，共价性为8%； 键的离子性与共价性没有严格的界限,