08第十章分子结构-共价键和分子间力.ppt

第十章 共价键与分子间力 Covalent Bond and Intermolecular Forces 物质结构知识复习 构成物质的基本单元是什么？这些基本单元由什么组成？靠何种力量结合？ The Types of Chemical bonds The chemical bond was due to sharing electrons between two atoms. 物质的存在状态有哪几种？为何？ (1) Can explain the saturation of bond (2)Can not explain the directionality of bond (3)can not explain the molecules in which an atom has less or more than an octet 一 氢分子的形成 1926年 Heitler 和 London 用量子力学研究氢分子的形成，解释共价键的本质 1. H2的成键状态 After electron cloud overlap (ψ1+ψ2) 2= ψ1 2+ 2ψ1ψ2+ ψ2 2 Before electron cloud overlap ψ1 2+ ψ2 2 (ψ1+ψ2) 2 ψ1 2+ ψ2 2 ? ?represent concentrated electron cloud between two H nuclei ?? attraction between nucleus and electron； ? repulsion between two nuclei ?two atoms can be combined through “bridge ” of concentrated electron cloud 现代价键理论要点： （valence bond theory, VB法 ） 成键两原子具有单电子，且自旋方向互为相反才能成键。 H·＋·H→H－H 已成键的电子，就不再与其他原子的单电子成键。(饱和性) 两个原子的原子轨道产生重叠越大。形成的共价键越牢固。(方向性) The directionality of covalent bond depends on the orientation of the orbital, except the overlap between two s orbitals 三、共价键的类型 1. σ键和π键 σ键 轨道重叠方式 “头碰头”,最大重叠在键轴上 对称因素 ：圆柱形对称 性质 ：可单独存在于分子中，可绕键轴旋转 在成键的两个原子间只能有一条σ键 重叠方式:“肩并肩”重叠， 最大重叠不在键轴上 对称面： 通过X轴的平面镜面反对称，旋转会发生断裂 稳定性： σ键＞π键 成键的两个原子间可有多条π键 N2分子形成示意图 设键轴为x轴，下同 N2分子形成示意图1 N2分子形成示意图2 N2分子形成示意图3 σ键和π键比较（设键轴为x轴） Example: 1. If z axis is bond axis, which option listed below can not form a σ bond （ ）? 若键轴为Z轴，则由下列原子轨道重叠不能形成σ键的是（ ） A、S-S B、S-Px C、Px-Px D、Pz-Px E、Pz-Py One atom is lone electron pair donor Another atom is empty orbital donor 例: Summary of VB Theory (2) Explain the phenomena of saturable bond and bond directionality 四 键参数 bond parameter 表征化学键性质的物理量称为键参数 共价键的键参数 键能:从能量因素来衡量共价键强度的物理量 键长 键角 键的极性 Bond Parameters The energy required to break a bond. 1. 键能 Bond Energy 在 100kPa和298.15K下，将1摩尔理想气态分子AB解离为理想气态的A、B原子所需要的能量，称为AB的解离能,unit: kJ·mol-1?断裂价键所需能量 键能越大，键的强度越高。 叁键键能＞双键键能＞单键键能 ①双原子分子的键能(E) 等于分子的解离能(D) 例如， H2 (g) → 2H(g) E(H—H) ＝ D(H—H) ＝ 436 kJ·mol-1 ②多原子分子，键能和解离能不同,取