物质结构基础剖析.ppt

π键 离域 ? 键 O2、N2的分子结构 分子间相互作用力 分子间力（范德华力）的特点： 氢键 肌红蛋白中的氢键 电子在分子轨道中的排布也遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。 键级用来表示成键的牢固程度。键级越 大，键能越高，键越牢固，分子也越稳 定；键级为零，表明分子不能存在。 分子轨道理论 同核双原子分子的分子轨道能级图 （a）O2和F2 （b）B2, C2和N2 O2的分子结构 (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2p)2(π2p)4(π2p*)2 键级=4/2=2 N2的分子结构 (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2 (π2p)4 (σ2p)2 键级=6/2=3　　 键级越大分子越稳定： N2 、O2 、F2 O22+、 O2+、 O2、 O2-、 O22- 　 (1)取向力(dipole forces)：存在于极性分子与极性分子之间。 (2)诱导力(Induced forces)： 存在于极性分子与非极性分子之间 和极性分子与极性分子之间。 (3)色散力(Dispersion or London forces) ：存在于所有分子之间。 Induced dipoles（诱导偶极） Permanent dipoles(永久偶极) Instantaneous dipoles(瞬时偶极） 分子间力 1. 作用能量不大（100kJ/mol）; 2. 近距离作用(几百pm)，无饱和性和方向性; 3、一般以色散力为主。 分子量越大、体积越大、变形性越大，色散力越大。 47.32 29.81 21.25 23.13 26.02 8.76 8.5 总计 9.00 14.95 16.83 21.94 25.87 8.75 8.5 色散力 1.93 1.55 1.01 0.502 0.113 0.008 0 诱导力 36.39 13.31 3.31 0.687 0.25 0.003 0 取向力 H2O NH3 HCl HBr HI Co Ar kJ/mol 分子间力对物质性质影响主要表现在对mp、bp、熔化热、汽 化热、溶解度、粘度甚至硬度等性质上。如：色散力越大， 熔沸点越高。 * * §4.3 化学键和分子结构 (Chemical Bond Molecular Structure) 化学键的分类 价键理论 杂化轨道理论 价层电子对互斥理论 分子轨道理论 分子间作用力和氢键 化学键是指分子或晶体中原子之间的强烈作用力。根据作用力性质的不同，化学键可分为离子键、共价键和金属键等基本类型。 离子键 形成:电负性相差较大的金属和非金属原子相遇时，有达到稳定结构倾向，容易发生电子的转移，产生正、负离子。 例： n Na（3s1） ? n Na+（2s22p6） ↘ n Cl（3s23p5） ? n Cl-（3s23p6）↗ n NaCl 定义：由正负离子之间通过强烈的静电引力形成的化学键叫 离子键。 一. 化学键 (chemical bond) 离子键的特征 离子键的本质是静电引力； 离子键没有方向性和饱和性； 与任何方向电性不同的离子相吸引，所以无方向性；只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性。 ?X 1.7，以离子键为主； ?X 1.7，以共价键为主。 典型离子晶体的熔点（先看电荷，再看半径） MgO CaO NaF NaCl ℃ 2852 2614 993 801 离子极化 (ionic polarization) 离子极化理论的出发点：从离子键出发，把化合物组成元素看成正负离子，然后考虑正负离子之间的相互作用； 离子极化：在外电场作用下，离子中的原子核和电子云会发生相对位移，离子就会变形的过程。 一般：阳离子——极化力：阴离子——变形性。 离子极化的结果 随着离子之间相互极化作用的增强，化学键的性质也由离子键逐渐过渡到共价键，相应表现出化合物的熔沸点降低、在极性溶剂中溶解度减小、颜色逐渐加深等性质变化。 离子相互极化的增强 键的极性增大 理想离子键 （无极化） 基本上是离子键 （轻微极化） 过渡键型 （较强极化） 基本上