第三章 分子结构与化学键理论.ppt

第三章 分子结构与化学键理论 3.1 电子对价键理论 3.2 价层电子对互斥理论 二:价层电子对数目与几何构型的关系 中心原子为A的ABn分子的最稳定空间构型 3.3 分子轨道理论 电子在分子轨道中的排布规则 电子在填充分子轨道时仍然遵从电子在原子轨道中填充的三个原则,即： 3.4 多原子分子的结构 判断分子或离子杂化类型及空间构型的方法 难点： “价电子对空间构型”也称“杂化轨道空间构型”：是指由σ键电子对和孤电子对共同构成的空间立体构型； “分子空间构型”：是指仅由σ键电子对组成的空间立体构型，即分子或离子的实际立体图形。 当孤电子对数目为0时，两者相同；如果不为0，两者一定不同。分子空间构型是扣除了孤电子对占据的位置后的实际空间构型。 3.5 键参数 3.6 分子间作用力 键参数小结： 键的极性 ——键矩(μ) 键的强度 键级(B·O) 键能(E) 分子的空间构型 键角( ) 键长(l) 3.6.2 范德华力 3.6.1 分子的极性 3.6.3 氢键 3.6.1.1 分子的偶极矩与分子的极性 我们把分子内部正负电荷重心不重合的分子叫做极性分子，而正负电荷重心相重合的分子叫做非极性分子。 一：极性分子与非极性分子的定义 3.6.1 分子的极性 二.键的极性与分子的极性的关系 如果分子中所有键都是无极性的,则分子就无极性.而对于键有极性的分子,如果分子中有对称中心或两个对称元素相交于一点,则分子是非极性的,反之,分子是有极性的. 三.分子极性大小的描述 分子极性的大小用分子偶极矩μ来衡量.偶极矩为矢量,其方向是从正极到负极. μ = q ·ι 分子正负电荷重心所带电量 分子正负电荷重心间的距离 分子偶极距 3-14：如下分子偶极矩为零的是( ) (A) (B) (C) (D) 3-15：下列物质哪些是非极性的,哪些是极性的? ???O3??BCl3??H2S??PCl3??CHCl3? C2H4? NaF? Cu 问题 3.6.1.2 分子的极化 任何分子都有正,负电荷重心,又都有变形的能力,因而在外电场作用下,分子的电荷重心可发生相对的位移,即分子发生变形,这个过程就叫分子的极化(被极化)。 1.固有偶极 对于极性分子,其本身具有的偶极(μ0)叫固有偶极. 2.诱导偶极 在外电场作用下,极性分子和非极性分子的正负电荷重心均被拉开,使分子发生变形并产生一个偶极,这个偶极叫诱导偶极(外电场除去,偶极就消除). 共价分子内存在的偶极极子包括三种类型: 一：偶极类型 3.6.2 范德华力 3.瞬时偶极 由于分子总是在不断的运动,无论是极性分子还是非极性分子,在瞬间都会出现正负电荷重心的不重合而产生偶极,这种偶极叫瞬时偶极。 一个分子的瞬时偶极总是在不断地产生和消失,但对大量分子而言,这种瞬时偶极的存在就成为经常性的和主要的. 结论 二:分子间力的类型 1.取向力 (1)定义:当极性分子和极性分子相互接近时,它们的固有偶极同极相斥而异极相吸,使得极性分子定向排列,因而产生的分子间的作用力叫取向力. 极性分子与极性分子之间的取向力 2.诱导力 (1)定义:当极性分子和非极性分子接近时,非极性分子在极性分子固有偶极作用下发生极化而产生诱导偶极.该诱导偶极与极性分子的固有偶极相互吸引而产生的作用力称为诱导力。 (2)影响因素：极性分子的固有偶极越大,取向力越大. (3)存在情况：取向力只存在于极性分子之间 3.sp3杂化 由一条ns轨道和三条np轨道组合而成的新轨道称为sp3杂化轨道。形成的四条新轨道在空间构成一个正四面体，轨道之间的夹角为109028’ 四个sp3杂化轨道的空间位置 sp3杂化轨道 C：2s22p2 CH4的空间构型为正四面体 1.sp3d(或dsp3)杂化：由一条s、三条p和一条d轨道组合而成的杂化轨道称为sp3d杂化轨道。该杂化轨道空间构型为三角锥型。 二：spd型杂化 2.sp3d2(或d2sp3)杂化：由一条s、三条p和两条d轨道组合而成的杂化轨道称为sp3d2杂化轨道。该杂化轨道的空间构型为正八面体。 3.dsp2杂化: 由一条ns轨道,两条np轨道和一条(n-1)d轨道组合成的新轨道称为dsp2杂化轨道。新形成的四条杂化轨道组成一个平面正方形构型。 由于有孤电子对占据杂化轨道而产生不完全等同的杂化轨道的过程称为不等性杂化。例如NH3,H2O,PCl3等为不等性杂化。 3.4.1.3 等性杂化与不等性杂化 等性杂化 形成的几条杂化轨道中含有的s、p、d等成分完全相同，即其能量和轨道体积大小都相同的杂化称为等性杂化。如CH4,BF3等属于等性杂化。 2. 不等性杂