第9章：分子结构.ppt

第九章 分子结构 §9.1 价键理论 9.1.1 共价键的本质与特点 9.1.2 共价键的键型 9.1.3 杂化轨道 §9.2 价层电子对互斥理论 §9.3 分子轨道理论 9.3.1 分子轨道 9.3.2 同核双原子分子 9.3.3 异核双原子分子 *9.3.4 关于原子轨道和 分子轨道的对称性 §9.4 键参数 9.4.1 键级 9.4.2 键能(E) 9.4.3 键长 9.4.4 键角 9.4.5 键矩与部分电荷 VP = 5，电子对空间构型为三角双锥， LP占据轴向还是水平方向三角形的某个顶点？原则：斥力最小。 例如：SF4 VP=5 LP=1 S F F F F LP－BP(90o) 3 2 结论：LP占据水平方向三角形, 稳定分子构型为变形四面体(跷跷板形)。 S F F F F F 5 1 5 2 5 3 VP LP 电子对的 空间构型 分子的 空间构型 例 三角双锥 变形四方体 SF4 三角双锥 T形 ClF3 三角双锥 直线形 XeF2 进一步讨论影响键角的因素： ①π键的存在，相当于孤对电子排斥成键电子，使键角变小。例如： ②中心原子和配位原子的电负性大小也影响键角。例如： N : F F F 中心原子电负性大者，键角较大；配位原子电负性大者，键角较小。 C = C H H H H N : H H H P : H H H H 思考题： 解释NO2+, O3, SnCl3-, OF2, ICl3, I3-, XeF5+, ICl4- 等离子或分子的空间构型, 并指出其中心原子的轨道杂化方式。 NO2+： OF2 ： VP = ?(5+2×0-1) = 2 N以sp杂化 O3 ： VP = ?×(6+2×0) = 3 O以sp2杂化 O－N－O，直线型 SnCl3- ： VP = ? (6＋2×1) = 4 三角锥型 Sn以sp3杂化 VP = ? (4＋3×1＋1) = 4 O F F ? ? ? ? V 型 O以sp3杂化 O O O ， V型 ? ? ? ? Sn Cl Cl Cl ?? ICl3 ： I3- ：（其中一个I为中心原子，另2个I为配位原子） VP = ?(7+3×1) = 5 I Cl Cl Cl ? ? ? ? T型 I以dsp2杂化 I: 5s24d0p5 VP = ?(7+2+1) = 5 直线型 I以dsp2杂化 XeF5+： VP = ?(8+5×1－1) = 6 Xe F F F F F ? ? 四方锥型 Xe以d2sp3杂化 I I I ICl4- ： VP = ?(7+4×1＋1) = 6 I以d2p3杂化 I Cl Cl Cl Cl ? ? ? ? 平面四边型 价层电子对互斥理论的局限： 1. 只能作定性描述，得不出定量的结果； 2. 只强调电子对的斥力，未考虑键的本性； 如：具有明显极性的CaF2、SrF2、BaF2高温气态分子中，它们的键角都小于180°； 又如：OCl2的键角111°，大于H2O的键角； PF3的键角为97°24′,而PH3的键角为93°18′,仅用配位原子的电负性难以说明这一问题 产生ED理论 9.3.1 分子轨道 *9.3.4 关于原子轨道和 分子轨道的对称性 9.3.3 异核双原子分子 9.3.2 同核双原子分子 分子轨道：是以多个原子核为中心构成的多中心轨道，分子轨道波函数也是 Schrodinger 方程的解。可以采取原子轨道线性组合的方法求得分子轨道的波函数。 例如： A+B→AB Ⅱ 成键三原则： ①能量相近 ②对称性匹配 ③最大重叠 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。 原子轨道与分子轨道的形状。 2px,A 2px,A 2px,B 2px,B 原子轨道 分子轨道 反键 成键 2pZ ,A 2pZ,B 原子轨道 分子轨道 反键 成键 原子轨道与分子轨道的形状。 O2 (O,F) 第二周期同核双原子分子 N2 （B,