苏教版化学必修2第二单元微粒之间的相互作用力教学资料.docVIP

【】 美国著名的量子化学家鲍林（Linus Pauling，1901-1994）最早的成就，是创建近代化学键理论，揭示了化学键的本质。1925年，鲍林以出色的成绩获得化学哲学博士学位。他系统地研究了化学物质的组成、结构、性质三者的联系。他最感兴趣的问题是物质结构，他认为，人们对物质结构的深入了解，将有助于人们对化学运动、的全面认识。他对化学键理论很感兴趣，当时看不见、摸不着的化学键，是否真正存在呢？其本质是什么？在二十世纪二、三十年代尚无人知，他立志要攻克这个堡垒。经过多年精心研究，特别是受到方兴未艾的量子理论的启发，1939年他终于发表了那部惊人的著作--《化学键的本质》。在这部著作中，鲍林第一次揭示了化学键的本质。文章指出，化学键就是分子或原子团中各原子间因电子配合关系而产生的相互结合。简言之，化学键的本质就是电子的相互作用。这种相互作用有三种形式，即化学键的三种基本类型：共价键、离子键、金属键。各种各样的分子的化学键不同，也就意味着分子性质的差异。 1932年，鲍林还预言，稀有气体能与其它元素形成化合物，这一预言，在1962年被证实。 鲍林把量子力学应用于分子结构，将化学应用于生物学和医学，他实际上是分子生物学的奠基人之一，如研究了蛋白质的分子结构，麻醉作用的分子基础等，1940年以后，他开始研究氨基酸和多肽链，发现多肽链分子内可能存在良种螺旋体，为蛋白质空间构像打下了理论基础。这些研究成果，使他荣获了1954年诺贝尔化学奖。 作为化学键理论的先驱，鲍林对社会问题也十分注视。他坚决反对把科技成果用于战争，特别反对核战争。1955年，鲍林和世界知名的大科学家爱因斯坦、罗素、约里奥·居里、玻恩等，签署了一个宣言：呼吁科学家共同反对发展毁灭性武器，反对战争，保卫和平。由于鲍林对和平事业的贡献，他在1962年又荣获了诺贝尔和平奖。他在以《科学与和平》为题发表了领奖演说，他指出：“在我们这个世界历史的新时代，世界问题不能用战争和暴力来解决，而是按着对所有人都公平，对一切国家都平等的方式，根据世界法律来解决。”他号召：“我们要逐步建立起一个对全人类在经济、政治和社会方面都公正合理的世界，建立起一种和人类智慧相称的世界文化。” 2、化学键理论的发展 对化学键的研究是化学史上一次质的飞跃，化学键理论经历了从经典化学键理论到现代化学键理论的漫长路程，解释了原子怎样形成分子，分子为什么能够稳定存在，分子的空间构型等问题。 ???????? 经典化学键理论 1812年，贝采里乌斯从电解水现象得到启发，发表了二元学说，认为每种化合物都是由电性相反的两部分组成。但这种理论在解释有机物时遇到了困难。1857年，凯库勒提出碳是四价的，碳原子可以以单键、双键、叁键相连接，他还提出了苯环的结构。1861年，布特列洛夫提出了化学结构理论，他认为分子不是原子的简单堆积，而是原子按一定顺序排列的化学结合，这样结合起来的每个原子之间存在复杂的化学力相互作用。1893年，维尔纳提出了配位理论来解释金属配合物的结构。1912年美国化学家路易斯（G.N.lewis）建立了经典的共价键理论，认为构成分子的同种原子或不同种原子以共用电子对吸引两个原子核，并使每个原子达到稀有气体的稳定结构，分子中原子间通过共用电子对所形成的作用称为共价键。经典共价键理论初步揭示了共价键不同于离子键的本质，解释了共价分子的结构。但是，这一理论大多从大量化学实验事实概括得到，并根据经典静电理论把电子看成是静止不动的负电荷，必然会出现许多不能解决的矛盾。 ???????? 量子化学的诞生 随着各种物理实验方法的发展，对电子、原子等微观粒子运动规律的认识已不断深入。1913年，玻尔提出了著名的原子结构模型。这一模型圆满地解释了氢原子定态的结构及其光谱，但是，应用玻尔的模型研究最简单的H2分子的化学键和多电子原子时，都得不到满意的结果，便旧量子论的缺点暴露无遗，促使人们从理论上来探索微粒子运动所遵循的规律。20世纪20年代，实验研究证实了电子等实物微粒也具有波粒二象性的假设，奥地利人薛定谔提出了波动方程，美国人海特勒和伦敦通过求解氢分子的薛定谔方程建立起了新的化学概念，认为共价键的形成是由于两个原子的原子轨道相互重叠的结果，电子云分布集中在两个原子核之间，形成了化学键，使体系的能量降低。氢分子比两个独立的原子更加稳定。化学键的稳定性可以由键能来衡量，使共价键研究走向定量 ?????? ?? 价键理论 在30年代初期建立了两种化学理论，一种是现代价键理论，另一种是分子轨道理论。价键理论认为，如果一个原子的重叠轨道越多，所形成的共价键也就越稳定。价键理论虽然解决了基态分子成键的饱和性和方向性问题，但无法解释CH4的正四面体结构，因此鲍林提出了杂化轨道理论。分子轨道理论是由莫立根、洪特