[工学]第五章化学键与分子结构.ppt

反键分子轨道 成键分子轨道 原子轨道 原子轨道 1s 1s σ*1s σ1s 节面 原子轨道与分子轨道的形状。 原子轨道与分子轨道的能量。 无机化学 原子轨道与分子轨道的形状。 2pZ,A 2pZ,A 2pZ,B 2pZ,B 原子轨道 分子轨道 反键 成键 无机化学 2pZ,A 2pZ,B 原子轨道 分子轨道 反键 成键 无机化学 成键三原则： ①能量相近 ②对称性匹配 ③最大重叠 无机化学 O2 (O,F) 5.2.2 同核双原子分子 第二周期同核双原子分子 无机化学 N2 （B,C,N) 第二周期同核双原子分子 无机化学 分子轨道电子排布式： 或 键级 B.O = 1/2( 10 - 4 ) = 3 无机化学 或 有两个三电子π键，具有顺磁性。 :O O: B.O =1/2 ( 8 - 4 ) = 2 无机化学 5.3.1 键级 §5.3 键参数 5.3.5 键矩与部分电荷 5.3.4 键角 5.3.3 键长 5.3.2 键能 无机化学 B.O =1/2 ( 8 - 4 ) = 2 B.O = 1/2( 10 - 4 ) = 3 5.3.1 键级 无机化学 在双原子分子中，于100kPa下将气态分 子断裂成气态原子所需要的能量。 D(H—Cl)=432kJ·mol-1, D(Cl—Cl)=243kJ· mol-1 在多原子分子中，断裂气态分子中的某一个键，形成两个“碎片”时所需要的能量叫做此键的解离能。 5.3.2 键能 键解离能（D） 无机化学 H2O(g) = 2H(g) + O(g) 原子化能 Eatm：气态的多原子分子的键全部断裂形成各组成元素的气态原子时所需要的能量。例如： 无机化学 双原子分子：键能 = 键解离能 E(H－Ｈ) =D(H－Ｈ) 多原子分子：原子化能 = 全部键能之和 　　　　　　Ｅatm(H2O) = 2Ｅ(O－H) 键焓与键能近似相等，实验测定中，常常得到的是键焓数据。 无机化学 键能、键解离能与原子化能的关系： 分子中两原子核间的平衡距离称为键长。例如，H2分子，l = 74pm。 － － － － － － － － 5.3.3 键长 无机化学 由表数据可见，H－F， H－Cl， H－Br， H－I 键长依次递增，而键能依次递减；单键、双键及叁键的键长依次缩短，键能依次增大，但与单键并非两倍、叁倍的关系。 无机化学 键角和键长是反映分子空间构型的重要参数，它们均可通过实验测知。 5.3.4 键角 N : F F F C = C H H H H N : H H H P : H H H H 无机化学 键矩是表示键的极性的物理量,记作μ 。 μ= q ·l 式中 q 为电量，l 为核间距。μ为矢量，例如，实验测得H－Cl 5.3.5 键矩与部分电荷 无机化学 键参数小结： 键的极性 ——键矩(μ) 键的强度 键级(B·O) 键能(E) 分子的空间构型 键角( ) 键长(l) 无机化学 无机化学 §5.4 离子键 5.4.1 离子键的形成 5.4.2 离子键的本质与晶格能 5.4.3 离子键特征和性质 无机化学 5.4.1离子键的形成 当电离能很小的金属原子与电子亲和能很大的非金属原子，亦即电负性相差较大的原子在一定条件下相遇时它们容易通过电子转移形成带相反电荷的离子来实现外层电子的稳定结构，并且正负离子由于静电引力而结合形成离子键。 形成条件：电负性差值1.7 Na (s)+1/2 Cl2 (g) = NaCl(s) +11 +17 +17 +11 Na+ Cl- Na Cl Δ r Hmθ（NaCl）=?411.12 kJ·mol?1 Cl- Na+ 静电吸引 e 无机化学 5.4.2离子键的本质与晶格能 离子化合物中的正负离子电荷分布可视为球形对称的，根据库仑定律: 离子电荷(q)越多， 核间距(d)(离子半径(r))越小， 离子键的本质就是正负电荷间的静电作用力。 离子键强度越大 无机化学 在离子晶体中，离子键的强度常以晶格能（U）来定量描述。 晶格能：298K，100kPa条件下，1mol离子晶体分解为相互远离的气态离子所需的能量，常用单位为kJ·mol-1 。 晶格能都是正值，其值越大，表明正负离子结合越牢固，整个晶体能量越低，因而稳定性越