年秋季第十一章分子结构（）.pptVIP

σ键和π键的对比 * Chapter 11 Molecular Structure 掌握现代价键理论要点和σ键、π键的特征；杂化轨道理论基本要点，杂化类型，特征；等性、不等性杂化概念及应用。 熟悉用价层电子对互斥理论预测分子空间构型； 分子极性；分子间力类型、特点、产生原因；氢键形成条件、特征、应用。 了解分子轨道理论要点。第一、二周期同核双原子分子的分子轨道能级图； 化学键： 分子内部直接相邻的原子间强的相互作用力 化学键 离子键 共价键 金属键 第一节 现代价键理论 一、经典的Lewis学说 共价键（covalent bond）： 由成键原子双方各自提供外层单电子组成共用电子对而形成的。形成共价键后，成键原子一般都达到稀有气体最外层电子结构。 H2的基态和排斥态 (b) 排斥态 (a) 基态 电子云 轨道 二、现代价键理论（valence bond theory，VB） 氢分子的能量变化曲线 ??排斥态 ??基态 H2的基态和排斥态中两核间的电子云分布 （一） 共价键的本质 两原子外层的单电子轨道相互重叠，两核间出现了电子云密集区，这个密集区对两核产生了吸引力，从而使两原子结合为分子。 (二) 价键理论的基本要点 1. 成键的两个原子必须具有自旋方向相反的未成对电子 2．共价键具有饱和性 ： 一个原子有几个成单电子，就可与几个自旋方向相反的单电子配对成键 3．共价键具有方向性： 原子轨道的最大重叠原理——形成共价键时原子间尽可能沿着原子轨道最大重叠方向成键 HCl分子的成键示意图 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － ?键原子轨道与电子云界面示意图 三、共价键的类型 （一）σ键 （沿键轴“头碰头”） P轨道重叠及形成的?键电子云示意图 （二） ? 键 （垂直于键轴“肩并肩”） N2分子形成示意图 N: 1s22s22px12py12pz1 不能 活泼 易反应 小 小 镜面反对称（对通过键轴的平面） 肩并肩 π 能 不活泼 大 大 沿键轴呈圆柱形对称 头碰头 ? 能否独立存在 化学活泼性 键能 重叠程度 对称情况 重叠方式 键型 （三）配位键(coordination bond)： 形成配位键的两个必备条件： ① 一个原子的价电子层有孤对电子 ② 另一个原子的价电子层有空轨道 配位键用“→”表示，箭头方向从提供电子对的原子指向接受电子对的原子 由一个原子单独提供一对电子，另一个原子提供空轨道，所形成的共价键 四、键参数（bond parameter）： 表征化学键某些性质的物理量 （一） 键能(bond energy)： 衡量共价键的强弱 298 K和标准压力 (100kPa) 下，将1mol气态AB分子中的化学键断开，成为气态A和B两原子所需的能量，单位kJ·mol-1，符号E。 对于双原子分子， 键能等于分子的解离能（符号D），E = D 对于多原子分子， 键能等于逐级解离能的平均值，E = 如NH3分子： NH3(g)=NH2(g)+H(g) D1=435.1kJ/mol NH2(g)= NH(g)+H(g) D2=397.5kJ/mol NH (g)=N (g)+H(g) D3=338.9kJ/mol 键能大小决定分子的稳定性，键能越大，化学键越牢固。 （二） 键长(bond length)： 分子中两个成键原子核间的平衡距离，符号l 一般键长越短，键越牢固； 同一种键在不同分子中的键长相近 （三） 键角(bond angle) ： 分子中同一原子形成的两个化学键之间的夹角 五、键的极性 非极性键（nonpolar covalent bond）： 成键原子电负性相等，键的正、负电荷重心重合的共价键 ，如H2、N2 极性共价键（polarcovalent bond）： 成键原子电负性不等，键的正、负电荷重心不重合的共价键，如HCl 电负性差值越大，键的极性越大 Cl H Cl H H — Cl 极性键 CH4分子的四面体构型 激 发 基 态 激发态 C：1s22s22px12py1 一、杂化轨道理论的基本要点 1．成键过程中，同一原子中参加成键的几个能量相近的轨道混合，重新分配能量和形成空间取向，组成数目相等的一组新的轨道，这种原子轨道重新组合的过程叫做杂化（hybridiza