化学键与分子结构.ppt

4.2.4分子轨道理论原子中某个电子运动的波函数，用?表示，分子轨道可由原子轨道线性组合而成。STEP1STEP2STEP3原子轨道组成分子轨道时，轨道数不变。分子轨道的能量可以高于、低于和等于原子轨道，分别称为反键轨道、成键轨道和非键轨道。原子轨道组成分子轨道时，必须满足原子轨道的能量相近、轨道最大重叠和对称性匹配。分子轨道中的电子排布和原子轨道中电子排布的规则相似，即遵循Pauli原理，能量最低原理及Hund规则。一、分子轨道理论的要点成键轨道和反键轨道成键轨道(bonding)反键轨道(antibonding)二、分子轨道图(a)和分子轨道能级图(b)成键轨道中，两原子之间的电子云密度增加；而反键轨道中，两原子之间的电子云密度降低。H2的分子轨道能级图氢原子轨道(b)氢分子轨道H2与He2的比较三、简单双原子分子轨道能级21?1s??*1s??2s??*2s??2p??2py??2pz??*2py??*2pz??*2pxO2的分子轨道氧的顺磁性N2的分子轨道能级图氮气为什么稳定？与O2的分子轨道能级图比较有何不同，why?HF的分子轨道能级图CBA非键反键成键01键级键级越大，键越牢固，分子越稳定03键长键长越短，键越牢固，分子越稳定05键的极性成键原子的电负性差越大，键的极性越大02键能键能越大，键越牢固，分子越稳定04键角反映分了空间结构4.2.4键参数4.3金属键理论金属离子沉浸在自由电子的海洋中++++++++++++一、金属的改性共价键理论4.1离子键理论一、离子键的形成· ··Na·+:Cl· →Na+[:Cl:]· ··二、离子键及其特点NaCl晶体定义：正负离子间的静电吸引力叫做离子键。特点：离子键既没有方向性也没有饱和性。晶格能：表示相互远离的气态正离子和负离子结合成1mol离子晶体时所释放的能量，或1mol离子晶体解离成自由气态离子时所吸收的能量。如：Ca2+(g)+2Cl-(g)CaCl2(s) –?H=U=2260.kJ/mol离子键强度：用晶格能表示三、离子键强度与晶格能U=-Ve∝Z1Z2/r其中：Ve为正负离子间吸引力和排斥力达平衡时，体系的位能；Z1、Z2分别为正负离子的电荷数；r为正负离子间距。Born-Haber循环计算UBorn-Lande公式四、离子化合物的类型ZnS型NaCl型CsCl型03易脆性Brittleness02高沸点Highboilingpoints01高熔点Highmeltingpoints04溶解性Somearesoluble,somenot.五、离子化合物的性质4.2共价键理论共享电子对●●一、共价键的本质和特点4.2.1价键理论共价键的本质是由于原子相互接近时轨道重叠（即波函数叠加），原子间通过共用自旋相反的电子对使能量降低而成键。共价键的主要特点是具有饱和性和方向性。共价键的键型?键(成键轨道）头碰头原子核连线为对称轴?键，肩并肩穿过原子核连线有一节面共价键形成实例HF的生成N2的生成?键?键4.2.2杂化轨道理论同一原子中，不同原子轨道的线性组合，改变原子轨道的分布方向，有利于成键，但原子轨道的数目不变4.2.2杂化轨道理论在同一个原子中能量相近的不同类型（s,p,d,?）的几个原子轨道波函数可以相互叠加而组成同等数目的能量能量完全相同的杂化轨道。实验测得CCl4、CH4等的立体构型为正四面体（tetrahedral）010203040506sp直线型键角180?CO2,C2H2sp2平面三角形键角120?BF3,NO3-,C6H6,C2H4sp3正四面体形键角109?28’’CH4,H2O,NH3dsp2平面四方形键角90?Ni(CN)42-dsp3(sp3d)三角双锥120?和90?PCl5d2sp3(sp3d2)正八面体90?