第七章分子结构概述.ppt

第七章 分子结构 7.1 共价键 7.2 分子间力 §7.1 共价键 一 路易斯结构式 路易斯观点： 1、两个原子各取出一个电子配成对，通过共用电子对来形成 物质。 2、 8电子稳定构型——八隅律。 3、“共用电子对”——共价键。即路易斯共价键理论。 4、分子中还存在未用于形成共价键的非键合电子，又称孤 对电子。添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。 科学家把量子力学的理论运用到分子结构中，就形成了目 前普遍接受的现代价键理论又叫电子配对法（VB法）和分 子轨道理论（MO法） 二 现代价键理论（VB法） （一）内容 当两个原子靠近时，两个原子的核外空间发生重叠，空 间中的概率波就会发生重叠，即原子轨道进行重叠，叠 加的结果可以使这两个原子构成的系统能量降低，这两 个原子就可能形成分子。 （二）要点 1 形成分子的原子要有自旋相反的未配对的电子。 自旋相反的成单电子相互接近时，核间电子密度较大，可 形成稳定的化学键。 2 共价键的饱和性 一个原子有几个未成对电子，便可和几个自旋相反的电子 配对成键。 例如 H：H 则不能再与第三个原子配对形成H3了。 3 共价键的方向性 原子轨道的最大程度重叠：共价键尽可能的沿着原 子轨道最大重叠方向形成。 只有同号的原子轨道重叠，才能使系统能量降低， 且同号原子轨道重叠越多，共价键越牢固。 同时我们知道原子轨道是有一定取向的。以S和P轨 道重叠为例 三 键和∏键 σ键：两个原子轨道沿键 轴方向以“头碰头”的方式 重叠，重叠部分沿着键轴呈 圆柱形对称。 这种方式重叠程度大， σ键的键能大，稳定性高。 如果原子之间只有1对电子，共价键是单键，通常总是σ键；如果原子间的共价键是双键，由一个σ键一个π键组成；如果是叁键，则由一个σ键和两个π键组成。 σ键和∏键 σ键的重叠程度比π键大，∴π键不如σ键牢固。含共价 双键和叁键的化合物重键容易打开，参与反应。 四 共价键键参数 （一）键长(l) 分子中两个原子核间（平均）距离称为键长， 单位 pm 单键双键叁键 （二）键能(EB) 298.15K，101.3KPa条件下，拆开1mol键所需要的能量。kj/mol 一般来说键能越大，键越牢固，由该化学键构成的分子也就越 稳定。 键长越长键能越小。 （三）键角（ ） 分子中键与键之间的夹角。 §7.3 分子间力 一 分子间力的分类 取向力 范德华力 诱导力 色散力 分子间力 氢键 二 分子的极性 （一）固有偶极 极性分子：正负电荷中心不重合的分子。 非极性分子：正负电荷中心重合的分子。 衡量标准：偶极矩 （D）单位：C.m， 德拜 =ql 方向从正电荷指向负电荷。 偶极矩越大，分子极性越强。 三 范德华力 （一） 取向力 取向力，又叫定向力，是极性分子与极性分子之间的固有偶极 与固有偶极之间的静电引力。 （二） 诱导力 当极性分子和非极性分子相互靠近时，极性分子的偶极矩使非 极性分子变形，产生的偶极叫诱导偶极。诱导偶极与非极性分 子的固有偶极相吸引的作用力，称为诱导力。 （三）色散力 分子的正电荷重心与负电荷重心时时刻刻不重合，产生瞬时偶极。 分子相互靠拢时，它们的瞬时偶极矩之间会产生电性引力，这就是 色散力。色散力不仅是所有分子都有的最普遍存在的范德华力，而 且经常是范德华力的主要构成。 衡量分子变形性的物理量叫做极化率(符号a)。 分子越大、色散力就越大。分子极化率越大，变形性越大，色散 力就越大 例如:HCl、HBr、HI的色散力依次增大，熔沸点也依次增高 总结： 极性分子与极性分子： 取向力、诱导力、色散力 极性分子与非极性分子： 诱导力、色散力 非极性分子与非极性分子：色散力 四 氢键 定义：氢键是已经以共价键与其他原子键合的氢原子与另一 个原子之间产生的分子间作用力。 以 HF 为例，F 的电负性相当大， r 相当小，电子对偏向F， 而 H 几乎成了质子。这种 H 与其它分子中电负性相当大、 r 小的原子相互接近时，产生一种特殊的分子间力 —— 氢键 。 表示为 · · · · 如 F －