分子结构修改PPT学习教案

1、会计学1分子结构修改分子结构修改二、分子形状的确定方法例：BF3 (3+31)/2 = 3 ClF3 (7+31)/2 =5 CO2 (4+20)/2 = 2 SO2 (6+20)/2 =3 SO42- (6+40+2)/2=4VP = 1/2M的价电子数+X提供的价电子数 离子电荷数 首先确定中心原子M的价层电子对数VP若计算得到的VP为小数，则四舍五入处理成整数。当卤素原子为配位原子时，则每个卤素原子提供1个价 电子；作为中心原子时，提供7个价电子。当氧族元素为配位原子时，规定其不提供价电子；而 作为中心原子时，提供6个价电子第七章 化学键与分子结构第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第1

2、页/共43页 确定价电子对的空间排布方式中心原子的价电子对数中心原子价电子对的空间构型结构2直线3平面三角形AB44正四面体AB55三角双锥AB66正八面体第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构第2页/共43页总电子 电子对 成键 未成键 分子构型 实例 对数 理想构型 电子对 电子对 2 3 2 1根据中心原子价电子对的数目和类型 确定分子的几何构型平面三角形V型2 03 0第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构第3页/共43页4 0 3 1 2 2四面体三角锥V（角）型4第三节 共价键理论价层电子对互斥理论总电子 电子对 成键 未成键 分子构型

3、实例 对数 理想构型 电子对 电子对第七章 化学键与分子结构第4页/共43页 5 4 1 3 2 2 3三角双锥不规则四面体T型直线型PCl5SF4, SeF4ClF3I3-, XeF25 0第七章 化学键与分子结构总电子 电子对 成键 未成键 分子构型 实例 对数 理想构型 电子对 电子对第5页/共43页 6 5 1 4 2八面体四角锥平面正方形SF6BrF5, IF5XeF4, BrF4, IF46 0第三节 共价键理论价层电子对互斥理论总电子 电子对 成键 未成键 分子构型 实例 对数 理想构型 电子对 电子对第七章 化学键与分子结构第6页/共43页三、 VSEPRT 判断分子或离子构型

4、的实例例确定ClF3 , SF4，XeF4，ICl4-，SO42， SO32的几何构型。（1）ClF3中Cl的价层电子对数VP = (7+3)/2 = 5对 （2）确定电子对的空间构型三角双锥构型 （3）排布配位原子，画出可能的结构图 第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构第7页/共43页FFFCl(a):(c)FFFCl:(b)FFFCl:第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构159.8pm FClFF 169.8pm :第8页/共43页根据孤电子对、成键电子对排斥作用，确定排斥作用最小的分子的稳定几何构型最稳定的几何构型为a，所以ClF3的结构为

5、“T”型，这与实验完全相符。 判断含有孤电子对的分子构型时，若有多种可能的空间构型，则选择排斥作用最小的构型。结论第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构 90LPLP排斥作用数 90LPBP排斥作用数90BPBP排斥作用数 a b c 0 0 1 4 6 3 2 0 2 第9页/共43页SF4 VP=5，LP=1 S FF FFSFFF FFBPBP(90o) 3 4稳定分子构型为变形四面体(跷跷板形).LPBP(90o) 3 2第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构第10页/共43页又如：ICl4- （1）I的价层电子对数 VP = (7+4+1)

6、/2=6对. （2）电子对构型为正八面体结构 （3）确定出离子的几何构型. Cl ： ： ： ：Cl Cl： ：Cl 第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第八章 化学键与分子结构第11页/共43页XeF4 VP = 6电子对的构型为正八面体，分子的几何构型为平面正方形F F F F Xe SO42- VP = 4,电子对的空间构型为正四面体离子的几何构型为正四面体SO32- VP =4,电子对的空间构型为正四面体 离子的几何构型为三角锥第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第八章 化学键与分子结构第12页/共43页u价层电子对的空间构型与分子空间构型，可能相同， 也可能不同，要注意区分。u价电子

7、对的空间构型与杂化轨道的空间构型可以认为 是相同的，因此可由价电子对的数目来确定中心原子 杂化轨道的类型。u解释分子的成键情况和分子构型时，先用VSEPRT 确 定出分子或离子的中心原子价电子对的空间构型 ，再 应用HOT 解释分子的成键情况和几何空间构型。第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构第13页/共43页中心原子价层电子对数 2 3 4价层电子对空间构型直线 平面三角形 正四面体 可能的杂化轨道类型 sp sp2 sp3分子的几何构型及实例直线型CO2， N2O平面三角形SO3，BF3 V型SO2，NO2四面体CH4,SO42-三角锥PX3 ，NH3 V型H2O，

8、ICl2+第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构第14页/共43页中心原子价层电子对数 5 6 电子对空间构型 三角双锥 正八面体 可能的杂化轨道类型 sp3d sp3d2分子的几何构型及实例三角双锥 PCl5 变形四面体 SF4,ICl4+ T型ClF3 , BrF3直线型XeF2,I3-,ICl2-正八面体SF6 ,SiF62- 平面正方形 XeF4 ,ICl4- 四方锥IF5第三节 共价键理论价层电子对互斥理论第七章 化学键与分子结构第15页/共43页7.3.4 分子轨道理论(Molecular orbital theory)1932年，美国化学家Mulliken和

9、Hund提出 一、 MOT的基本要点1. 每个电子的运动状态可用波函数来 描述， 此波函数称之为分子轨道（MO）2. MO是由AO线性组合而来。n个AO参加组合组成n个MO。3. 线性组合而成的MO按能级大小顺序形成MO近似能级图4. 分子中的电子排布在MO中同样符合电子排布的三个原则Pauli不相容原理、能量最低原理、Hund规则第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第16页/共43页线性组合的原子轨道对键轴的对称性相同。 二、AO线性组合为MO的三原则1. 对称性匹配原则2. 能量相近原则若两个原子轨道的能级差E15eV，则两个原子轨道往往难以组合为MO 3. AO最大重叠

10、原则 决定MO的方向性.形成MO的必要条件决定MO的有效性第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第17页/共43页三、 AO线性组合为MO的类型1. s-s重叠ns成键分子轨道 而由两个AO符号相反的波函数叠加所形成的MO，如2，由于在两核间的几率密度减小（相互抵消），其能量必然高于原来AO的能量，这样的MO称为反键MO。显然：成键MO 有利于分子的形成，反键MO 不利于分子的形成。 当两个AO（a 与b）线性组合为两个MO1与2时，由于a 与b符号有正负之分，因此a 与b必然有两种可能的组合方式两个波函数符号相同或两个波函数符号相反，即 1=c1(a +b) 2 =c2(a

11、-b) 通常两个AO符号相同的波函数叠加所形成的MO，如1，由于在两核间几率密度增大，其能量较原来的AO的能量低，这样组成的MO称为成键MO；第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构反键分子轨道第18页/共43页2、s-p重叠sp成键分子轨道*sp反键分子轨道+-非键轨道第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第19页/共43页3、p-p重叠（1）头碰头式重叠第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第20页/共43页（2）肩并肩式重叠第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第21页/共43页非键轨道4、p-d重叠5、d-d重叠第三节 共价

12、键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第22页/共43页四、分子轨道的类型1、分子轨道原子轨道以“头碰头”方式重叠形成的。如s-s，s-px，px-px特点：对通过键轴的平面对称2、分子轨道原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成的。如px-px，py-py特点：对通过键轴的平面呈反对称，有一个通过键轴 的节面。3、非键分子轨道第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第23页/共43页 当2s和2p原子轨道能级相差较小（一般10eV左右）时，必须考虑 2s 和 2p 轨道之间的相互作用。Li Be B C N O F2p2s5101520302540350ELi Be B C N O

13、 FE = E(2p) E(2s)五、第二周期同核双原子分子的分子轨道能级图第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第24页/共43页1、O和F的2s和2p轨道能级相差很大，2s和2p轨道不组合。1s1s*2s2s*2px2pz=2py2pz*=2py*2px* O2 、F2 分子轨道的近似能级顺序为：第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构O2 和F2的分子轨道能级图第25页/共43页(1s)2(1s*)2(2s)2 (2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)1(2pz*)1uO2的分子轨道电子排布为：O2分子有1个键，uO2的分子结构为： 2个

14、三电子键，23. . . . . . 三电子键 三电子键O2分子中有两个单电子，具有顺磁性。第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第26页/共43页u两个原子靠2个e-形成的键，称之为小键u两个原子靠1个e-形成的键，称之单电子键u两个原子靠3个e-形成的键，称之为3电子键u3个或3个以上原子形成的键，称之为离域大键又称之为正常键，记作：22记作：21记作：23记作：nmOOO43O3 的分子结构第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第27页/共43页如苯C6H6：66激发s2p2sp2杂化2psp2第七章 化学键与分子结构第三节 共价键理论分子轨道理论第28页

15、/共43页uF2的分子轨道电子排布为：(1s)2(1s*)2(2s)2 (2s*)2(2px)2(2py)2(2pz)2(2py*)2(2pz*)2uF2的分子结构为：F2分子中只有1个键。F2分子中没有单电子，无磁性。第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第29页/共43页2、对Li, Be, B, C, N，2s和 2p轨道能级相差很小， 因此2s和2p轨道重叠。Li2, Be2, B2, C2, N2分子的分子轨道能级顺序为：1s1s*2s2s*2pz=2py2px2px*=2py*2px*第三节 共价键理论分子轨道理论Li2,Be2, B2, C2, N2的分子轨道能级

16、图第七章 化学键与分子结构能级交错第30页/共43页lBe2： (1s)2(1s*)2(2s)2 (2s*)2 Be2分子中成键的电子数和反键的电子数相互抵消，净的 成键电子数为0，因此Be2 难以稳定存在.lLi2的电子排布式： (1s)2(1s*)2(2s)2 只有一个键。lB2：kk(2s)2(2s*)2(2pz)1(2py)1. . B B B2分子中无键只有两个单电子键， 21是顺磁性物质.lC2：kk(2s)2(2s*)2(2pz)2(2py)2.C CC2分子中无键只有两个2电子键，22 无成单电子，是抗磁性物质.第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第31页/共

17、43页（1s）2(1s*)2(2s)2(2s*)2(2py)2(2pz)2 ( 2px)21个键，2个键， 24uN2的分子轨道电子排布为：uN2的分子结构为：N N第三节 共价键理论分子轨道理论第七章 化学键与分子结构第32页/共43页7.3.5 键参数u键级（BO）VBTBO = 共价键的数目MOTBO =（成键电子数-反键电子数）/2如： H2 BO =1 H2稳定存在 H2+ BO=1/2 H2+ 可稳定存在 一般，BO越大，键越牢固，分子稳定性越好。第七章 化学键与分子结构第三节 共价键理论键参数稳定性：H2H2+第33页/共43页He2 BO=0 Be2 BO=0说明He2 ，Be

18、2难以稳定存在 （1）比较O2 ,O2+ ,O2- ,O22-的稳定性大小 O2 kk (2s)2(2s*)2(2px)2 (2pz)2(2py)2(2pz*)1(2py*)1 BO = 2 成单电子数为 2O2+ kk (2s)2(2s*)2(2px)2 (2pz)2(2py)2(2pz*)1(2py*)0 BO=5/2 成单电子数为 1O2- kk (2s)2(2s*)2(2px)2 (2pz)2(2py)2(2pz*)2(2py*)1 BO=3/2 成单电子数为 1O22- kk (2s)2(2s*)2(2px)2 (2pz)2(2py)2(2pz*)2(2py*)2 BO=1 成单电子

19、数为 0因此稳定性O2+ O2 O2- O22- 第三节 共价键理论键参数第七章 化学键与分子结构第34页/共43页 表示原子间相互作用的强弱。定义为：在298 K和100 kPa下将1mol气态双原子分子AB断裂成气态A、B原子所需要的能量。u键能(bond energy):对双原子分子：离解能=键能对多原子分子：键能指平均键能D (H Cl) = 431 kJmol-1 D (Cl Cl) = 244 kJ mol-1例如 NH3第三节 共价键理论键参数第七章 化学键与分子结构132138633563754273)(molkJDDDHNE第35页/共43页分子中两个成键原子核间的平衡距离称为键长。第三节 共价键理论键参数第七章 化学键与分子结构第36页/共43页1、 影响分子键角大小的因素电子对之间的排斥作用;配位原子的半径（体积大小）;配位原子的电负性；中心