无机化学 大学课件 第二章分子结构和分子间力、氢键.ppt

第二章 分子结构和分子间力、氢键 教学基本要求： 计划学时：8学时 1.了解共价键的饱和性和方向性及s键和p键的区别； 2. 掌握杂化轨道理论要点，并能说明一些分子中中 心原子的杂化类型及分子的构型； 3. 掌握分子轨道理论要点，会应用同核双原子分子 的分子轨道能级图说明分子的磁性、稳定性和能级； 4.了解异核双原子分子及多原子分子的分子轨道能 级图； 5. 掌握分子的极性、分子间力及氢键的概念，并能 解释物质的性质及其变化。 §2.1 价键理论 原子相互作用形成化学键的过程中，原子核没有发生变化，涉及的只是原子的外层电子(价层电子)。键的形成过程中外层电子重新分布。 化学键(chemical bond):能够使原子间相互结合成为分子的作用， 在化学上称为化学键。 共价键：原子间以共用电子对结合； 成键方式 离子键：活泼(非)金属离子以静电引力结合； 金属键：金属阳离子(原子)与自由电子以金属键结合 2.1.0 键参数 1. 键能 (1)定义：在298.15K和100kPa下，断裂1mol键所需要的能量称 为键能(E)，单位为kJ.mol-1 。 (2)应用： ①双原子分子：在标准状态下，将理想气体分子离解为理想 气态原子所需要的能量称离解能(D)，即键能。 H2(g) → 2H(g) EH-H = DH-H = 436.00 kJ.mol-1 HCl(g) → H(g)+Cl(g) EH-Cl = DH-Cl = 431.2 kJ.mol-1 ②多原子分子：多级离解能的平均值，即键能(E) 。 H2O(g) → H(g)+OH (g) DH-OH = 499.00 kJ.mol-1 OH (g) → H(g)+O(g) DO-H = 429.00 kJ.mol-1 EO-H = (499.00+429.00)/ 2 = 464.00kJ.mol-1 2. 价键理论的基本要点： (1)电子配对原则：两个自旋方向相反的单电子可相互配对成键； (2)最大重叠原则：两个自旋反向的单电子的电子云应实现最大 程度的重叠，共价键才能稳定——即放出的能量最多。 2.1.2 共价键的特征 1. 共价键的饱和性：根据电子配对原则——一个原子有几个单 电子就只能与几个自旋方向相反的单电子 配对成键，即共价键的饱和性。 2. 共价键的方向性： 根据最大重叠原则，体系能量降低。按照原子轨道的对称性(伸展方向)，重叠时有方向的限制。例如：H-Cl 键的形成： H-Cl 键的形成 2.1.4 共价键的类型 由于原子轨道重叠的情况不同，可以形成不同类型的共价键，根据重叠方式不同，共价键可区分为s和p键。 1. ?键: 原子轨道沿核间联线方向进行轨道重叠而形成的共价键，称为s键。俗称“头碰头”方式，呈圆柱形对称。 s-s s-p p-p H2 HCl Cl2 3. ?键和?键的特征比较：光盘4. 配位共价键：由一个原子提供孤电子对，另一个原子提供空轨道而形成的共价键，称配位共价键(配位键)，也分为?配键和?配键，如：NH4+中含?配键， CO中含?配键。 5. 键