化学键与键参数

1、1.4 1.4 化学键与键参数化学键与键参数1.4.1 化学键的概念及发展历程化学键的概念及发展历程神秘的“化学亲合力”时代机械的“万有引力”时代“电化二元论”时代近代化学键理论的逐步建立1.4 1.4 化学键与键参数化学键与键参数2Na (s) + Cl2(g) 2NaCl (s)颜色： 银灰色银灰色 黄绿色 无色 状态： 固体 气体 固体导电性：极强 极弱 极弱（熔融或溶于水时导电）反映出什么问题？1.4 1.4 化学键与键参数化学键与键参数Pauling L 在中提出了用得最广泛的化学键定义：“就2个原子或原子团而言，如果作用于它们之间的力能够导致聚集体的形成，这个聚集体的稳定性又是大到

2、可让化学家方便地作为一个独立的分子品种来看待，则我们说在这些原子或原子团之间存在着化学键。”化学键理论可以解释 分子的形成与稳定性分子的形成与稳定性 共价键的本质及饱和性共价键的本质及饱和性 分子的几何构型和共价键的方向性分子的几何构型和共价键的方向性 化学键与分子的物化性质间的关系化学键与分子的物化性质间的关系不同的外在性质反应了不同的内部结构各自内部的结合力不同阿伏伽德罗阿伏伽德罗1. 1. 键能键能化学键的性质在理论上可以由量子力学计算作定量的讨论，也可以通过表征键的性质的某些物理量来描述，如：电负性、键能、键长、键角和键级等。键离解能（键离解能（D）：在：在298K和和100kPa下，

3、断开气态物质（如分下，断开气态物质（如分子中）单位物质的量的化学键子中）单位物质的量的化学键 所吸收的能量。所吸收的能量。键能、键离解能及原子化能的关系：键能、键离解能及原子化能的关系：1.4.2 1.4.2 键键参数参数2 2、 键长：键长：3 3、键角：键角：化学键分为离子键、共价键和金属键。下一节下一节NH3分子中有3个等价的H-N键，但每个键的离解能都不一样。 NH3(g) = NH2(g) + H(g) 离解能1 = 435.1 kJmol-1 NH2(g) = NH(g) + H(g) 离解能2 = 397.5 kJmol-1 + NH(g) = N(g) + H(g) 离解能3

4、= 338.9 kJmol-1 NH3(g) = N(g) + 3H(g) = 1171.5 kJmol-1 在NH3分子中N-H键的就是三个等价键的平均离解能： 键能 E (H-N) = (435.1 + 397.5 + 338.9)/3 = 390.5 kJ/mol 总结：离解能指的是离解分子中某一特定键所需的能量，而总结：离解能指的是离解分子中某一特定键所需的能量，而键能指的是某种键的平均能量，键能与原子化能的关系则是键能指的是某种键的平均能量，键能与原子化能的关系则是分子的原子化能等于全部键能之分子的原子化能等于全部键能之和。和。阿伏伽德罗的重大贡献，是他在阿伏伽德罗的重大贡献，是他在

5、1811年提出了一种分子假说年提出了一种分子假说:“同体积的气体同体积的气体,在相同的温在相同的温度和压力时度和压力时,含有相同数目的分子。含有相同数目的分子。”现在把这一假说称为阿伏伽德罗定律。这一假说是现在把这一假说称为阿伏伽德罗定律。这一假说是根据根据J.-L.盖盖-吕萨克在吕萨克在1809年发表的气体化合体积定律加以发展而形成的。阿伏伽德罗在年发表的气体化合体积定律加以发展而形成的。阿伏伽德罗在1811年的著作中写道：年的著作中写道：“盖盖-吕萨克在他的论文里曾经说吕萨克在他的论文里曾经说,气体化合时气体化合时,它们的体积成简单它们的体积成简单的比例。如果所得的产物也是气体的话的比例。

6、如果所得的产物也是气体的话,其体积也是简单的比例。这说明了在这些体积中其体积也是简单的比例。这说明了在这些体积中所作用的分子数是基本相同的。由此必须承认所作用的分子数是基本相同的。由此必须承认,气体物质化合时气体物质化合时,它们的分子数目是基本相它们的分子数目是基本相同的。同的。”阿伏伽德罗还反对当时流行的气体分子由单原子构成的观点阿伏伽德罗还反对当时流行的气体分子由单原子构成的观点,认为氮气、氧气、认为氮气、氧气、氢气都是由两个原子组成的气体分子。氢气都是由两个原子组成的气体分子。 当时，化学界的权威瑞典化学家当时，化学界的权威瑞典化学家J.J.贝采利乌斯的电化学学说很盛行，在化学理论中贝采

7、利乌斯的电化学学说很盛行，在化学理论中占主导地位。电化学学说认为同种原子是不可能结合在一起的。因此，英、法、德国的占主导地位。电化学学说认为同种原子是不可能结合在一起的。因此，英、法、德国的科学家都不接受阿伏伽德罗的假说。一直到科学家都不接受阿伏伽德罗的假说。一直到1860年年,欧洲欧洲100多位化学家在德国的卡尔斯多位化学家在德国的卡尔斯鲁厄举行学术讨论会，会上鲁厄举行学术讨论会，会上S.坎尼扎罗散发了一篇短文坎尼扎罗散发了一篇短文化学哲学教程概要化学哲学教程概要，才重新提，才重新提起阿伏伽德罗假说。这篇短文引起了起阿伏伽德罗假说。这篇短文引起了J.L.迈尔的注意，他在迈尔的注意，他在186

8、4年出版了年出版了近代化学理论近代化学理论一书，许多科学家从这本书里了解并接受了阿伏伽德罗假说。一书，许多科学家从这本书里了解并接受了阿伏伽德罗假说。Afujiadeluo 阿伏伽德罗阿伏伽德罗 (17761856)意大利化学家。意大利化学家。1776年年8月月9日生于都灵，日生于都灵，1856年年7月月9日卒于都灵。日卒于都灵。1792年入都灵大学学习法学，年入都灵大学学习法学，1796年获法学博士学位。毕业后当律师。年获法学博士学位。毕业后当律师。1800年起，开始研究物理年起，开始研究物理学和数学。学和数学。1806年任都灵大学讲师。年任都灵大学讲师。1809年任韦尔切利大学哲学教年任韦尔切利大学哲学教授。授。1820年任都灵大学数学和物理学教授，不久就被解聘，年任都灵大学数学和物理学教授，不久就被解聘，1834年年他重新被聘任为都灵大学教授，直到他重新被聘任为都灵大学教授，直到18