1-2 分子结构和结合键2.ppt

H2 与 He2 的比较 (3) 简单双原子分子轨道能级 ?1s ??*1s ??2s ??*2s ??2p ? ?2py ? ?2pz ? ?*2py ? ?*2pz ??*2px 氧的顺磁性 氮气为什么稳定？ 与O2的分子轨道能级图比较有何不同，why? N2的分子轨道能级图 HF的分子轨道能级图 非键 反键 成键 (4) 键参数 键级 键级越大，键越牢固，分子越稳定 键能 键能越大，键越牢固，分子越稳定 键长 键长越短，键越牢固，分子越稳定 键角 反映分了空间结构 键的极性 成键原子的电负性差越大，键的极性越大 晶格：复式格子 类型： IV族元素C（金刚石）、Si、Ge、Sn(灰锡）的晶体。 结合力：共价键力。 特点： 饱和性------形成键的数目（配位数）有一 最大值； 方向性------各个共价键之间有确定的取向。 例如：金刚石结构的4个键的方向是沿着正四面体的4个顶角方向，键间的夹角恒为109o28’。 特性： 特性差别较大。典型的原子晶体，具有熔点高、导电性能差、硬度高等特点。 例如： 从熔点来看，金刚石约为3280k、而Si为1693k，Ge为1209k。 从导电性来看，金刚石是一种良好的绝缘体，而Si和Ge在极低温度下才是绝缘体，同时它们的电阻率随温度升高而急速的下降，是典型的半导体材料。 三、金属晶体 金属离子沉浸在自由电子的海洋中 + + + + + + + + + + + + 空轨道 满轨道 Li金属的分子轨道图 Li2的分子轨道图 金属导体的能带模型 空 满 导带 满带 能量间隔 固体的能带结构 导体 半导体 绝缘体 导带 禁带 满带 Eg ≥ 5eV Eg≤3eV 类型：I、 II族元素及过渡元素都是典型的金属晶体。 结合力：主要是由原子实和 电子云之间的静电库仑力，所以要求排列最紧密。 晶格：不喇菲格子。 原胞：大多数金属为立方密积和六角密积，配位数均为12。前者如Cu、Ag、Au、AI，后者如Be、Mg、Zn、Cd。少数金属具有体心立方结构，如Li、Na、K、Rb、Cs、Mo、W等。 特性：具有良好的导电性，结合力小，但过渡金属的结合能则比较大。 四. 分子晶体 分子的极性 分子间作用力 (Intermolecular Forces) 氢键 (Hydrogen) 1. 分子的极性 极性键 (Polar bonds) HCl 偶极矩 (Dipole Moment, ?) ? ＝ q × d d ：正、负电荷重心间距（偶极长） q ：电量 单位： 德拜（Debye，D） 1D＝3.336 × 10-30 C·m（库仑·米） 表示：（＋） （－）（矢量） 键的极性和分子极性 CCl4，非极性； CHCl3, 极性。 H2O CO2 CO2，非极性； H2O, 极性。 2. 分子间作用力 类型 (kJ/mol) 作用力大小 分子类型 取向力 0～3 极性分子 诱导力 0～1 极性分子与非极性分子之间 色散力 8～25 所有类型分子 氢键 5～30 N, O, F; the link is a shared H atom 化学键能约为：100～600 (kJ/mol) 取向力 极性分子的永久部分电荷之间的吸引作用。 色散力 瞬时偶极 色散力大小与分子的形态 1）分子量愈大，色散力愈大； 2）相同组成时，线性分子的色散力较大。如：正戊烷，bp=36.1 °C. 而(CH3)4C, bp=9.5 °C. 3. 氢键（Hydrogen Bonding） O, N, F等电负性强的 原子之间通过H原子连接而成； 氢键是最强的分子间力。 氢键与沸点 冰的结构 晶体中粒子的互作用可分为两大类： 1 . 吸引作用：是由于异种电荷之间的库仑力，引起的作用在远距离是主要的。 2. 排斥作用：一是同种电荷之间的库仑力，二是泡利原理所引起，在近距离是主要的。 在一适当的距离 吸引作用 = 排斥作用 晶格处于稳定状态 1.2.2 结合力 一 、 结合力 原子间的相互作用 由势能u(r)可以按下式计算互作用力： f(r) = -du(r)/dr 当两原子很靠近时，斥力大于引力，总的作用力f(r) ?0。 当两原子相离比较远时，总的作用力为引力，f(r)?0 二 互作用力、互作用势能和