天津大学无机化学课件第六章分子的结构与性质(精)

1、无机化号，媒体3秋案第六章分子结构与性质第一节键参数表征化学键性质的物理量如键能、键长、键角6-1-3键角键长：分子内成键两原子核间的平衡距离1TH-H4/pmC1-C1Br-BrI-I74.0198.8228.4266.6H-FH-C1H-Br H-I91.81274140.8160.8，同一种键在不同分子中，键长基本是个定值键L/pmC-C 金刚石154153乙烷154丙烷155车建C-CC=CC=C卬pm154134120ETkJ-mol1356598813键N-NN=NN=N卬pm146125109.8ETkJemol1160418946*C-NC=NC=N卬pm147132116ET

2、kJ-mol1285616866二 < >I4 >L键长越短，键能越大，化学键越牢面键角:在分子中两个相邻化学键之间的夹角三角锥形无机化号3a体盆集第六章分子结构与性质第二节价键理论共价键理论现代价键理论是建立在量子力学 基础上的，主要有:价键理论：认为成键电子只能在以化 学键相连的两原子间的区 域内运动分子轨道理论：认为成键电子可以在 整个分子区域内运动74pm6-2-1共价键说明分子形成时:实验测知：H?核间距=74pm H玻尔半径=53pm共价键：原子间由于成键电子的原子轨道 重叠而形成的化学键使体系能量降低，形成共价键价键理论（电子配对法）要点两原子靠近时，自旋方向相

3、反的未成 对的价电子可以配对，形成共价键成键电子的原子轨道重叠越多，形成的共价键越牢固一最大重叠原理共价键特征饱和性:原子有几个未成对的价电子,一般只能和几个自旋方向相反的电子配对成键例 N02Pz XT XTN2 :N=N:N QXD2P在特定的条件下，有的成对的价电子能 被拆开为单电子参与成键例 sa)Mo)ooooo_(D(im)axDooo3s 3p 3d 3s 3p 3d-S-| + 6|-F:| 共价键特征方向性:为满足最大重叠原理，成键时原子轨道只能沿着轨道伸展的方向重叠不能成键能成键原子轨道的重叠原子轨道重叠的对称性原则只有当原子轨道对称性相同的部分重叠,原子间的概率密度才会增

4、大，形成化学键当两原子轨道以对称性相同的部分（即与“+，、“一”与“一”）重叠Px-S原子轨道重叠的对称性原则只有当原子轨道对称性相同的部分重叠,原子间的概率密度才会增大，形成化学键当两原子轨道以对称性不同的部分（即" +与”）重叠，原子间的概率密度几乎等 于零，难以成键共价键的类型按键是否有极性分:强极性键:如H-C1共价键弱极性键:如H-I非极性共价键:如H-H、C1-C1按原子轨道重叠部分的对称性分:。键、兀键、6键。键：原子轨道以“头碰头的形式重X。电子：形成。键的电子+对键轴（X轴）具有圆柱形对称性九键：原子轨道以“肩并肩的形式重所形成的链ZX7TI对xy平面具有反对称性即

5、重叠部分对孙平面的上、下两侧，形状相同、符号相反兀电子：形成兀键的电子例N2价键结构式I ,:NN: 分子结构式N=N或:N=N:化学键示意图。键：两个原子相匹配的d轨道以“面对面”的方式重叠所形成的3Z=EZZBC=E配位共价键含义：凡共用电子对由一个原子单方面 提供所形成的共价键形成驯牛:1 . 4原子价层有孤电子对（电子给予体）2 .另一个原子价层有空轨道（电子接受体）"c° c ® axSo 7T配键-kT濯 。使噌）兀键一：卜飞:C3O：C = O价键结构式电子式分子结构式一同6-2-2离子键孑键本质：阳、阴离子之间的静电引力存在：离子晶体和少量气态分子

6、中特征：无方向性和饱和性键型过渡两原子是形成离子键还是共价键取决于： 两原子吸引电子的能力，即两元素电负性的差值（嘘大，键的极性越强。极性键含有少量离子键和大量共价键成分, 大多数离子键只是离子键成分占优势而已。电负性差值越大，键的极性筮xH ； HH : Br:离子键HNa :F:键型过渡:极性键 极性键H : I:2.1-2.1=02.5-2.U0.42.8-2.1=0.73.0-2.1=0.94.021=1.94.0-0.9=3.1无机他号，彝体叔案第六章分子结构与性质第二节人结束无机也等3然体，叔案第六章分子结构与性质A/r "H" 第二T»分子的几何构型

7、:化轨道理论的要J有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂化轨道杂化轨道理论的要点有几个原子轨道参与杂化，就形成几个杂化轨道 杂化轨道比原来未杂化的轨道成键能力强,形成化学键的键能大，生成的分子稳定杂化类型sp杂化,1个S轨道+ 1个p轨道例 BeCL杂化类型 sp?杂化1个s轨道+2个p轨道杂化轨杂化轨轨道杂化轨道成键道数目道含量.夹角构型类型正三角形。键分子构型正三角形7杂化类型1个S轨道+2个p轨道杂化轨杂化轨轨道杂化轨道成键道数目道含量夹角构型类型。键分子构型正三角形正三角形120°例BF3杂化类型1个S轨道+3个P轨道杂化轨杂化轨轨道夹杂化轨道成键分子道数目道含量角.构型类型.

8、构型卜、州10,28，|正四面体。键 正四面体杂化类型 Sp3杂化1个S轨道+3个P轨道杂化轨杂化轨轨道夹杂化轨道 道数目道含量角 构型 - - 4 4 扑109P28,正四面体成键类型。键分子构型正四面体杂化类型不等性§p3杂化例H?。O(WD®不等性即32s折线(V)形杂化类型spsp2sp3杂化轨道 沟型 杂化轨道 中孤电子 对数直线形三角形面体形00012分子几何 构型直线形三角形正四面体 1三角锥V形实例BeCl2 cofBF3 so. Jch4 cci4SiH4NH3h2o键角180120109 28'107 18,104 45'分子极性无无无有

9、有正八结束其它杂化类型如s-p-d或d-s-p词SF6印3(12杂化第六章分子结构与性质第三节无机他号3乘体电3截案第六章分子结构与性质第四节分子轨道理论I价键理论的局限性不能解释有的分子的结构和性质2S2S o OO =O O O根据价键理论，氧分子中有一个。键和一个 九键，其电子全部成对。但经磁性实验测定，氧分子有两个不成对 的电子，自旋平行，表现出顺磁性。FI价键理论的局限性不能解释有的分子的结构和性质不能解释H2+的稳定存在:（HH）+分子轨道理论的掘起能成功地说明许多分子的结构和反应性能6-44分子轨道的基本概念把分子作为一个整体，电子在整个分子中 运动。分子中的每个电子都处在一定的分子轨道上，具有一定的能量。分子轨道由原子轨道组合而成，其数目等于原子轨道数目之和。分子中电子的分布和在原子中分布相同： 遵守泡里原理、能量最低原理和洪德规则。电子进入分子轨道后，若体系能量降低,即能成键。6-4-2分子轨道的形成ss原子轨道的组合能量s成键轨道能量。轨道 比s反键轨道能量。电子键对分一 沿轴称布能量成键轨道能 反键轨道* 轨道TT电子对含长轴 平面反对称r叩二PP原子轨道的组合<SM量6.4-3分子轨道的能级每种分子的每个分子轨道都有确定的能量,不同种分子的分子轨道能量是不同的,可通过光谱实验确定。2、F2分子，分子轨道的能级O*2p律WF