第3章化学键和分子结构.ppt

键型 重叠方式 成键电子云对称情况 σ 头碰头 沿键轴方向圆柱形对称 π 肩并肩 镜面反对称 重叠程度 键能 化学活泼性 σ 大 大 不活泼 π 小 小 活泼（易反应） 两类共价键的特性比较： C C H H H H C C H H H H σ 键电子云 π 键电子云 乙烯分子 二、键参数 1、键的极性 相同原子成键，xA- xB= 0 非极性键。 不同原子成键，xA- xB≠0 极性键。 △x＞1.7时，一般为离子键，极性共价键介于离子键与非极性共价键之间。 2、键能:破坏共价键所需能量。 对于双原子分子，键能是指298.15K、105Pa时使1mol气态AB分子离解为气态原子A和B时所需的能量，即AB的离解能D。 多原子分子键能不同于离解能，为平均键能。 3、键长：分子中成键原子核间距为键长， 键长越短，键越牢固。 4、键角：键与键的夹角叫键角。 键长、键角可通过光谱法或衍射实验测定。 C-H键—极性键 键能为414.2kJ·mol-1 C-H键长为0.110nm 键角为109o28ˊ 甲烷分子 二、杂化轨道理论（HO法） 成功解释了许多双原子分子的成键过程及分子的结构与性质，简单明了。但在解释某些多原子分子的形成过程及空间结构遇到困难。 VB法评述 甲烷分子（CH4）：正四面体，碳原子位于四面体的中心，键角为109°28′，四个Ｃ－Ｈ是完全等价，即其键长和键能都相等。 按VB法，基态Ｃ原子仅能形成两个夹角为90°的Ｃ－Ｈ键。与事实不符。 基态碳原子价电子层结构为： 2s 2p 如果发生如下过程： 2s 2p 2s 2p 获得能量 这样可以形成四个Ｃ－Ｈ键，激发所需能量由键能得到补偿。 但四个键不是等同的。由p轨道形成的Ｃ－Ｈ键应互相垂直，与事实也不相符。为阐明部分分子的实际构型及稳定性，Pauling在价键理论基础上引入了杂化轨道概念，提出了杂化轨道理论，解决了许多多原子分子的几何构型及稳定性的问题。 １、理论要点 （1）原子成键时，受到与之成键原子的影响，其价电子层中若干能级相近的原子轨道可能改变原有状态，“混杂”并重新组合成一组新的原子轨道，该过程叫杂化。杂化形成的新轨道叫杂化轨道（简称HO）。 （2）同一原子中，能级相近的n条原子轨道，杂化以后只能得到n条杂化轨道。杂化轨道形状相同，但其角度分布的最大值在对称轴上取向相反。 （3）杂化轨道比未杂化的轨道成键能力强，取杂化轨道成键有利于最大重叠，形成的键更稳定。 2、杂化类型及实例 （1）sp杂化 同一原子内，由一条ns轨道和一条np轨道发生杂化，叫做sp杂化。杂化后形成了两条完全相同的sp杂化轨道，其中每条轨道均含有1/2s成份和1/2p成份。 两条sp杂化轨道 能量相近的1条s与一条p轨道 第3章 化学键和分子结构 第3章 化学键和分子结构 第 3 章 化学键与分子结构 分子 结构 分子中原子组成 化学键类型（中心问题） 分子空间结构 分子间作用力 化 学 键 离子键 共价键（配位键为特殊共价键） 金属键 第1节 离子键理论 一、离子键的形成 NaCl（g） NaCl（s） 离子键：原子通过得失电子形成阴、阳离子，阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键。 1 2 二、离子键的本质和特征 1、离子键的本质：阴阳离子静电引力 V吸引 = - q +? q - 4πε0 r V排斥 = Ae-r/ρ V总 = V吸引 +V排斥 r0 0 Vr0 r V 2、离子键的强度 晶格能（U）：标准态下，气态阳离子和气态阴离子反应生成1mol离子晶体所放出的能量。 晶格能的热力学计算方法：波恩-哈伯循环。 Na(g) + Cl(g) S（升华热） 1/2D（离解能） U（晶格能） Na+(g) + Cl-(g) I（电离能）+ E（电子亲合能） Na(s) + 1/2Cl2(g) NaCl(s) Δf H（生成焓） Δf H = S + 1/2D + I + E + U U = Δf H -（ S + 1/2D + I + E ） 3、离子键的特征 无方向性 无饱和性 NaCl晶格 Cl- Na+ 4、关于分子的离子性百分数 当形成离子键的两元素电负性差△ x＞1.7时，离子性＞50％，百分之百的离子键是没