2化学键与子结构.doc

第二章 共价键与分子结构 知识要点 一 离子键与离子晶体 1 离子键的特征：无方向性、无饱和性、离子性与电负性的关系（△X1.7） 2 离子的特征：电荷、半径、离子构型：2e；8e；18e；(9-17)e；(18+2)e 3 AB型离子晶体几种典型晶体结构类型： 晶体类型 半径比 晶胞形状 正负离子配位数 晶胞中正负离子比 CsCl型晶体 0.732--1 简单立方 8 1：1 NaCl型晶体 0.414—0.732 面心立方 6 4：4 ZnS型晶体 0.225—0.414 ZnS型面心立方 4 4：4 附：一个晶胞中质点数目的计算规则：心—1；面—1/2；边—1/4；角—1/8。 例：已知MgO为NaCl型离子晶体，rMg2+ = 66pm , rO2- = 132pm。计算MgO晶体的密度(Mg=24.3,O=16)。 解：MgO晶胞边长： a =2rMg2++2rO2- = 2(66+132) = 396pm MgO晶胞的体积： V = a3 = (396×10-10)3 = 6.21×10-23cm3 ∵面心立方中一个晶胞中有4对Mg2+和O2- ∴MgO晶胞的摩尔体积：V = 6.21×10-23×6.023×1023/4 = 9.35cm3.mol-1 ∴MgO晶体的密度： ρ= MMgO/Vm = 40.3/9.35 = 4.31（g.cm-3） 4 晶格能与离子晶体的通性： U∝q+q-/r++r- (1) 利用玻恩-哈伯循环计算离子晶体的晶格能 例：根据下列数据计算AlF3晶格能： Al(s) = Al(g) △H1 = 326kj.mol-1 Al(g) = Al3+(g)+3e △H2 = 5138kj.mol-1 2Al(s)+3F2(g) = 2AlF3(s) △H3 = -2620kj.mol-1 F2(g ) = 2F(g) △H4 = 160kj.mol-1 F(g)+e = F-(g) △H5 = -350kj.mol-1 解：2Al(g) = 2Al(s) △H1= -326×2kj.mol-1 2Al3+(g) + 6e = 2Al(g) △H2= -5138×2kj.mol-1 2Al(s) + 3F2(g) = 2AlF3(s) △H3= -2620kj.mol-1 6F(g) = 3F2(g) △H4= -160×3kj.mol-1 +) 6F-(g) = 6F(g) + 6e △H5=350×6kj.mol-1 2Al3+(g) + 6F-(g) = 2AlF3(s) △H= -326×2-5138×2-2620-160×3+350×6= -11928kj.mol-1 ∴U =-(-11928/2)= 5964（kj.mol-1） (2) 晶格能大小与离子晶体的通性：硬度、熔点、溶解性。 二 共价键 1 共价键的类型和特性： 类型：σ键和π键(p-pπ键、p-dπ键、单电子π键、三电子π键、大π键)。 特性：饱和性、方向性、极性。 σ键与π键的区别 共价键类型 σ键 π键 重叠方式 头顶头 s-s;s-p;p-p 肩并肩 py-py,pz-pz 轨道对称性 以键轴呈园柱对称 以节面上下反对称 稳定性 稳定 一般不如σ键稳定 存在 可以单独存在 不能单独存在 2 杂化轨道理论的基本思想、杂化类型与共价分子的几何构型 等性杂化与共价分子的几何构型 参与杂化的原子轨道 杂化类型 杂化轨道间夹角 分子构型 实例 1s+1p sp 1800 直线型 BeCl2,HgCl2,Ag(NH3)2+,CO2,(CN)2 1s+2p sp2 1200 平面三角形 BX3,CuCl3-,BO33-,SO3,NO3-,CO32- 1s+3p sp3 109028， 正四面体 CH4,NH4+,CX4,SiCl4,ClO4-, PO43-SO42-,Ni(NH3)42+,BF4-,NH4+ 1d+1s+2p dsp2 900 平面正方形 CuCl42-,Cu(NH3)42+,Cu(H2O)42+, Ni(CN)42-,PtCl2