第11章 分子结构.ppt

* H O O —N O 硝酸 O O N H O 邻硝基苯酚 分子内氢键由于受环状结构的限制， X—H　Y往往不在同一直线上 分子内氢键：H 两侧的电负性大的原子属于同一分子 * 3） B有孤对电子(F、O、N) 2. 氢键形成的条件 1） 有与电负性大且 r 小的原子 ( F，O， N ) 相连的H 2） A、B电负性大、半径小 3. 氢键的特点 1) 饱和性 方向性 1 个 H 只能形成一个氢键 由于 H 的两侧电负性极大的原子的负电排斥，使两个原子在 H 两侧呈直线排列。除非其它外力有较大影响时，才改变方向 2) 键能小 氢键的强度介于化学键和分子间作用力之间 25~40 kJ.mol-1 3) 键长特殊： * 4. 氢键对化合物性质的影响 1）影响物质的熔点、沸点： 分子间氢键，使物质的熔点、沸点升高 分子内氢键，使物质的熔点、沸点降低 2）影响物质的溶解度： 在极性溶剂中，若溶质和溶剂间存在氢键,则会使溶质的溶解度增大。 如 HF、NH3 在H2O的溶解度较大 3）影响密度： 液体分子间的氢键使分子发生缔合 * 11.3.3 分子晶体 Molecule crystal 分子晶体的特点：硬度较小，熔点较低，挥发性大，在常温下以气体或液体存在，固态和熔融态时都不导电 原因： （即使在常温下呈固态的，其挥发性大，蒸气压高，常具有升华性，如碘（I2）、萘（C10H8）等） 分子之间引力很弱，只要供给较少的能量，晶体就会被破坏 * 二氧化碳分子晶体 * 11.3 金属键和金属晶体 1.金属晶体的特点 ①大部分熔、沸点高，硬度大，小部分除外 ②有良好的导电性、导热性和延展性 * 整个金属晶体中的所有原子和离子共用能够流动的自由电子，就好象共价键中成键原子的共用电子对一样 2.金属键理论 1）改性共价键理论 金属是由金属原子、金属离子和（金属原子电离出的）自由电子形成的； 这种多原子少电子的共价键称改性共价键或金属键 与共价键的不同之处：无方向性、饱和性 * 改性共价键理论对金属特性的解释： 导电 导热 延展性 硬度、密度、熔沸点 自由电子在电场作用下定向运动 电子在运动过程中与金属原子和离子的碰撞可以传递热量，发生能量交换 由于自由电子的“粘结”作用，一个位置的金属键被破坏，另一个位置的金属键随之生成 由于原子半径、价层轨道及价层电子数不同→金属原子、离子和电子的作用力不同→硬度、密度、熔沸点不同 改性共价键理论的缺陷：不能解释导体、半导体和绝缘体 * 2） 金属键的能带理论 （3）充满电子、能量较低的分子轨道形成能量较低的能带——满带，未充满电子或全空分子轨道形成能量较高的能带—导带 满带顶至导带底之间的空白区——禁带 （1）金属原子的所有价电子归属于整个金属晶体； （2）所有原子的原子轨道线性组合成一系列能量不同的分子轨道；其中一半成键轨道，一半反键轨道。 能量相近的分子轨道形成一条能带 * （4）不同金属的禁带区域宽度不同，可以相差很大，甚至消失，产生带间重叠 Li2 2s 2s 1s 1s ? 1s ?*1s ? 2s ?? ?? ?? ?? ? ? ?? 满带 导带 禁带 金属Li晶体 x条 x/2空 x/2满 * 能带理论对金属其它特性的解释（自学） 按能带理论金属分为绝缘体、半导体和导体 满带 空带 禁带 绝缘体 半导体 导体 满带与空带间能量差（禁带）太大，电子难以跨越禁带进入导带 禁带不太大，外加电压足够大时，满带中电子越过禁带进入空带而导电 半充满的能带；满带与空带发生能级交错 * 熔、沸点及硬度一般顺序： 原子晶体 金属晶体 离子晶体 分子晶体(有例外) * * 这说明，除了离子的电荷和半径以外，还有其它因素影响晶体的性质，这就是离子的极化与变形。 * 离子作为带电微粒，自身又可以起电场的作用，使其它离子变形，离子的这种作用称为极化作用。 * Pb 2 +，Zn 2 + (18 + 2 ，18) Fe 2 +，Ni 2 + ( 9 ~ 17 ) Ca 2 +，Mg 2 + ( 8 e ) * CaS ＜FeS ＜ZnS * 离子键理论解释了许多离子型化合物的形成和性质，但对于电负性相近的元素的原子也能形成稳定分子的事实却解释不了。1916 年，美国科学家 Lewis 提出共价键理论。认为分子中的原子都