Chapter1化学键和分子结构教案.pptVIP

第 一 章 化学键和分子结构;引言 结构式在化学情报的交流中起着关键性的作用，但结构式仅仅是分子结构的一种符号。 当前的结构式系统主要是作为十九世纪下半叶化学成就的结果而形成的。 随着量子力学以及一些新的实验技术的出现，结构式取得了比作为符号更为重要的意义，但它们仍然只是分子的一个近似代表物，它们夸大了分子的某些特性，而低估了其他方面。; 共价键的相关概念;路易斯结构式;路易斯结构式的书写 ;Question ;;（2）?共价键的饱和性：原子中未成键电子与另一原子中的某一电子配对后，不能再与第三个电子配对。即一个原子所形成共价键的数目不是任意的，一般受单电子数目的制约。 ;1.1.2 杂化轨道理论 ;杂化轨道的原理是：原子在化合过程中为了形成的化学键强度更大，更有利于体系能量的降低，趋向于将原有的能量不同的原子轨道进一步线性组合成新的原子轨道，这只有在受到其它原子的“微扰”时才能发生，这种线性组合称为杂化，杂化后的原子轨道称为杂化轨道。;总之，杂化后的轨道 轨道成分变了 轨道的能量变了 轨道的形状变了 ;甲烷分子为正四面体结构，四个碳氢键均相同，键角为109o28’。;sp2杂化与平面构型;sp杂化与线状构型; 甲烷、乙烯、乙炔的结构及sp3、sp2、sp 杂化;（1）不同杂化方式的轨道形状、s 成分的多寡及不同 杂化碳原子的电负性。;σ键? 原子轨道沿着键轴方向以“头碰头”的方式进行重叠而形成的共价键称为σ键。; ;等性杂化和不等性杂化 ;a. 等性杂化 ;;共价键的键参数 ;A 键长--成键原子的核间距离 分子内成键两原子核间的平衡距离称为键长（或核间距）。 在不同分子中键长接近于常数，与取代基所产生的影响几乎无关。碳的键长决定该碳原子的杂化状态。 用分子光谱或X射线衍射方法测得 。 两个原子之间所形成的键越短，键能越大，该共价键越牢固 。 ;B 键能--表示某一共价键的稳固程度 ;D(CH3-H)=423KJ.mol-1; 生成热 ;表1.4 一些烃的标准生成热（千卡/摩尔） ;烯烃 ;C 化学键的极性 ; ;多原子分子的偶极矩是分子中各个键的偶极矩的向量和。;　一般说来， 若形成键的两个原子电负性差在0～0.6之间的是为共价键； 若电负性差在0.7～1.6之间的是极性共价键； 而电负性之差高于或等于1.7者即为离子键。; 小结： 键长与键能反映了键的强度， 即分子的热稳定性。 键角反映了分子的空间形象。 键矩反映了分子的化学反应活性， 并影响它们的物理性质。 ;1.2 诱导效应与场效应;供电子诱导效应：当原子或基团的供电子的能力大于氢原子（或吸电子能力小于氢原子），则其诱导效应表现在其本身带有微量正电荷（δ+），由其所引起的诱导效应称为供电子诱导效应，也称正诱导效应，用+I表示。 吸电子诱导效应：当原子或基团的吸引电子能力大于氢原子，则其诱导效应表现在其本身带有微量负电荷（δ-），由其所引起的诱导效应称为吸电诱导效应，也称为负诱导效应，用-I表示。;吸电子诱导效应（- I）： ; 诱导效应的传递方式; 诱导效应的加和性; ;诱导效应的强度;1.2.2 场效应;; 顺,反丁烯二酸第一酸式电离常数和第二酸式电离常数的明显差异也是场效应的影响。;诱导效应对物质性质及反应的影响 ①对反应活性中间体稳定性的影响;;1.3 分子轨道理论（电子离域论）;a 成键分子轨道：由正负符号相同的两个原子轨道叠加而成，两核间电子的概率密度增大，其能量较原来的原子轨道能量低，有利于成键。每个分子轨道只能容纳两个自旋相反的电子，电子总是首先进入能量低的分子轨道。;遵循能量最低：电子首先填充到能量最低的轨道上。 Pauli不相容原理：每个轨道最多容纳2个自旋相反的电子。 Hund规则：等价轨道尽量分占。; 以乙烯为例：;1.4 前线轨道;;1.5 共轭效应 ;[现象2] 氯乙烯与氯乙烷比较，从诱导效应考虑，由于π键的电子云流动性较大，氯乙烯（μ=1.44D）的偶极矩应该加大，但实际上却比氯乙烷（μ=2.05D）的偶极矩小。 ? 氯乙烯也同样存在着单双键平均化的趋势。 一般化合物 C=C 0.134nm C-Cl 0.177nm 氯乙烯 0.138nm 0.172nm ;电子的定域：电子的运动范围局限于成键的原子间，例如：H2C=CH2 电子的离域：电子的运动范围不是局限在成键的原子间，而是分布在一定的范围之内，例如，1，3丁二烯；氯乙烯；丙烯等。 共轭体系：由于电子的离域（大π键），使分子中电子云密度的