8分子结构.PPT

第5章 分子结构 ５.２　 共价键 以HCl的形成为例： 1.共价键的形成 价键理论认为：当两个原子靠近时，两个原子的核外空间发生重叠，空间中的概率波就会叠加，即原子轨道进行重叠，叠加的效果如果可以使得这两个原子构成的系统的能量降低，这两个原子就可能形成分子。 我们可以从氢原子结合成氢分子的模型揭示价键理论的本质： 2.价键理论的基本要点： 3.共价键的类型 4.共价键的键参数 二、杂化轨道与分子的空间构型 * * 学习要求: 1.掌握离子键、共价键、金属键三种键的特点及本质以及它们的形成过程； 2. 掌握共价键的价键理论、杂化轨道理论； 3.了解分子间力及氢键对物质的物理性质的影响。 5.1 离子键 一、“离子键”定义 ——由正、负离子依靠静电引力结合的化学键． 二、离子键特点 1.无方向性；2.不饱和性 一个离子周围最紧密相邻的异号离子的数目，称为”配位数” ，主要取决于离子半径比　r+　/　r- ． 例: NaCl晶体　Na＋： C.N.＝６； Ｃl－： C.N.＝６ (C.N. — Coordination Number，配位数) 但较远的异号离子，也受吸引，尽管引力较小。 三、离子的特征 １.电荷数； ２.电子构型： （１）简单阴离子： H- 为2e，其余一般为8e（X-、O2-、S2-…） （2）阳离子： 2e: Li+, Be2+ (1s 2) 8e: Na+, Mg2+, Al3+ (2s 22p 6) 18e: Cu+, Ag+, Zn2+ [(n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 10] (18+2)e: Sn2+, Pb2+ [(n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 10ns 2] (9 - 17)e: Fe2+, Fe3+ , Mn2+[(n-1)s 2(n-1)p 6(n-1)d 1-9] ３.离子半径 （1） 正离子半径小，负离子半径大 （2） 在同一周期中，核外电子数相同的正离子系列中，离子半径随着正电荷数的增加而下降。 Na+ ﹥ Mg２＋ ﹥ Al3＋ 　95pm 　 65pm 50pm （3）在同一周期内，核外电子数相同的负离子，随着负电荷数增加，半径略有增加， C４－ ﹥N３－﹥O２－﹥F- （4）同一族元素形成带相同电荷的离子时，半径有上之下依次增大。 Li+﹤Na+﹤K+﹤Rb+ H * + * Cl .. : .. . H Cl .. .. . : 这种以共有电子对的方式结合的化学键，称为共价键。 一般用—表示共价键，如H—Cl。 一、价键理论（valence bond theory） 氢原子形成氢分子的两种假定情况： a.假定两个氢原子的自旋方向相反，重叠时发生同相位叠加； b.假定两个氢原子的自旋方向相同，重叠时发生异相位叠加。 1.自旋方向相反的单电子可以互相结合形成共价键。 共价键的饱和性 2.成键电子的原子轨道重叠越多，两核间电子的几率密度也越大，形成的共价键也越稳固。 共价键的方向性 根据重叠方式的不同可分为σ键和π键。 σ键的特点是成键的原子轨道沿键轴（两核的连线）方向“头对头”的进行重叠。 π键的特点则是在键轴两侧“肩并肩”进行重叠。 一般说来，共价单键是σ键，共价双键一般是σ+π键，而共价叁键则是σ+2π键，所以在分子中，σ键是基础，且任何两个原子之间只能形成一个σ键。 （1）键长：分子中两个原子核间的（平均）距离。 （2）键能：表示键强弱的物理量。键能愈大，键愈牢固，构成分子愈稳定。 （3）键角：分子中键与键之间的夹角。 键长和键角是表征分子几何构型的重要参数。 相同原子，单键 〉双键 〉叁键 基本要点： 成键时能级相近的价电子轨道混合杂化，形成新的价电子轨道—杂化轨道。 杂化前后轨道数目不变。 杂化后轨道伸展方向，形状发生改变。 1.sp3杂化 CH4的空间构型为正四面体 C：2s22p2 sp3 四个sp3杂化轨道 B： 2s22p1 2.sp2杂化 BF3的空间构型为平面三角形 sp2 sp2杂化 Be：2s2 3.sp杂化 BH2的空间构型为直线形 H H Be sp sp杂化 Be采用sp杂化生成BeH2 4.不等性sp3杂化 小结：杂化轨道的类型与分子的空间构型 直线形 三角形 四面体 三角锥 V型 杂化轨道类型 s+p s+(3)p s+(2)p s+(3)p 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 sp2 sp sp3 不等性sp3 一、分子的极