化工原理[ 4 ]键与分子结构_543501198.ppt

化学原理 Chemical Principles （4）;第四章 化学键与分子结构;化学键的分类;; 当电负性相差较大的金属原子和非金属原子在一定的反应条件下相互接近时，由于有达到稳定的电子结构的倾向而分别失去或得到电子生成正离子和负离子。;1.1 离子键及其特点;3. 离子键没有方向性和饱和性;1.2 离子的特征;(2) 离子的构型;18电子构型 最外层为18个电子 Zn2+: 3s23p63d10 Ag+: 4s24p64d10; 离子电荷与半径大致相同的条件下，不同构型的正离子对同种负离子的结合经验规律： 8电子构型离子＜9~17电子构型离子＜18、18+2构型离子;(3) 离子的半径;离子半径的一般变化规律; 一般说来，离子半径越小，离子间的引力越大，要拆开它们所需的能量就越大，相应的离子晶体熔沸点就越高。;二、经典价键理论; 分子中每个原子应该具有稳定的稀有气体原子的电子层结构 (8电子结构)，该结构可以通过原子间共享电子对 (一对或若干对) 的方式来实现。;单键：以一道短线代表一对电子 双(叁)键：以二(三)道短线代表二(三)对电子 孤对电子：在分子中原子单独拥有的未成键的 电子对;有些分子的中心原子最外层电子数少于8或多于8个，这些分子仍能稳定存在。 BF3 (6个), PCl5 (10个), SF6 (12个); 1927年，W. Heitler和F. London把量子力学应用到氢分子结构中，初步揭示了共价键的本质。;三、现代价键理论; 基态分子中两核间的电子概率密度???2远远大于排斥态分子中核间的电子概率密度???2; 根据量子力学原理，基态成键：H原子轨道相互叠加时，两个?1s都是正值，这称为原子轨道的重叠。排斥态：相当于两个原子轨道相减，增大了排斥能，体系能量升高。;3.1 共价键的本质;现代价键理论的基本要点： （共价键形成的两个主要条件）;3.2 共价键的特点;共价键具有饱和性 每个原子所能提供的轨道数和未成对电子数一定 ? 每个原子成键的总数或以单键连接的相邻原子数是一定的。;共价键具有方向性 原子轨道在空间上具有一定取向，为遵守最大重叠原理，原子轨道重叠时必须具有一定的方向（重叠最大的方向）。;(1) σ键和π键; ? 键 ：成键时两原子轨道以“肩并肩”的方式发生重叠，重叠部分对通过键轴、密度为零的一个平面呈对称分布。; 一般说来，π键的重叠程度小于σ键，所以π键的键能比σ键的键能小，更易于发生化学反应。;* ?键;(2) 配位共价键; 现代价键理论比较简明地阐述了共价键的形成过程和本质，并成功地解释了共价键方向性、饱和性的特点，但在解释分子的空间结构时遇到了困难。; CH4分子，C原子的电子层结构：1s22s22px12py1，只能与两个H原子形成两个共价单键。;四、轨道杂化理论;sp3杂化：CH4分子的形成;4个sp3轨道间的夹角为109.5?;注意点：;sp2杂化： BF3分子的形成;;有d轨道参加的杂化轨道 (sp3d、 sp3d2、sp3d3、 dsp2);总结：sp 杂化轨道的类型;总结：sp 杂化轨道和dsp杂化轨道的空间构型;突荔荧夕貌镣苟研文则芭荧剖痉倦鹿然鹤拼仍竿泼破率颂凝疼狭澜妓驼蒜化工原理[ 4 ]键与分子结构_543501198化工原理[ 4 ]键与分子结构_543501198;4.3 等性杂化和不等性杂化;泞往野晌镰坷捍倍抗溺厅省履屋踩拣卉续淖必狞框卡扒业曙饿抑炬孟傀沥化工原理[ 4 ]键与分子结构_543501198化工原理[ 4 ]键与分子结构_543501198;4.4 杂化轨道理论的应用;离域?键：多中心多电子形成的?键，也称大?键;例题：根据下列分子或离子的几何构型，试用杂化轨道理论加以说明。 (1) HgCl2(直线形); (2) SiF4(正四面体); (3) BCl3(平面三角形); (4) NF3(三角锥形，102?); (5) NO2-(V形，115.4 ?); 杂化轨道理论可以解释分子的空间构型，但是一个分子究竟采取哪种类型的杂化轨道，多数情况下难以预言。;多原子分子或离子的空间构型取决于中心原子周围的价层电子对空间构型，价层电子对空间构型又取决于价层电子对数。;中心原子的价层电子对数目如何确定？;(中心原子价电子数 + 配位原子提供电子数 - 离子电荷数) ? 2;使价层电子对间的斥力最小，确定孤对电子的位置，推断分子的空间构型。;中心原子没有孤对电子;AX4型 (CH4) 正四面体; 根据斥力规则确定孤对电子的位置，分子的空间构型为成键电子对的空间构型。 由于孤对