形成条件原子电负性相差较大一般大于ppt课件

1、构成条件：原子电负性相差较大，普通大于构成条件：原子电负性相差较大，普通大于2.0。 第八章第八章 化学键与分子构造化学键与分子构造 离子键离子键化学键化学键 共价键共价键 金属键金属键8.1 离子键离子键 一一 离子键的构成离子键的构成 离子键是由原子得失电子后，生成的正负离子之间靠离子键是由原子得失电子后，生成的正负离子之间靠静电引力而构成的化学键。静电引力而构成的化学键。特征：没有方向性和饱和性。特征：没有方向性和饱和性。例：例：nNa(3s1) nNa+(2s22p6) nCl(3s23p5) nCl-(3s23p6)-ne+nenNa+Cl-F=q+.q-d2静电引力静电引力变化规律

2、：变化规律： (1) 任何元素正离子半径比其原子半径小；负离子半径比任何元素正离子半径比其原子半径小；负离子半径比其原子半径大。如其原子半径大。如Ca2+S 离子化合物中，每个正、负离子周围陈列的相反电荷离离子化合物中，每个正、负离子周围陈列的相反电荷离子的数目都是固定的。如：子的数目都是固定的。如：CsCl离子化合物离子化合物二二 离子的特征离子的特征1 离子半径：离子半径： d = r+ + r- x-射线衍射法射线衍射法.r+r-d同主族，上同主族，上下，电荷数一样的离子半径依次增大。下，电荷数一样的离子半径依次增大。 如：如：Li+Na+K+Rb+Mg2+Al3+ N3-O2-F-(4

3、) 同元素不同价态的正离子，电荷数越多半径越小；同元同元素不同价态的正离子，电荷数越多半径越小；同元 素构成不同价态的负离子，电荷数越多半径越大。素构成不同价态的负离子，电荷数越多半径越大。 如：如：Fe3+Fe2+ O-O2-(5) 同一电子构造正，负离子，负离子半径比正离子半径大。同一电子构造正，负离子，负离子半径比正离子半径大。 如如: Na+ F- 离子半径是决议离子键强度的重要要素。离子半径越离子半径是决议离子键强度的重要要素。离子半径越小，离子间引力越大小，离子间引力越大 ，离子化合物熔沸点越高。，离子化合物熔沸点越高。 2 离子电荷离子电荷 正离子电荷：相应原子正离子电荷：相应原

4、子(或原子团或原子团)失去的电子数。失去的电子数。 正离子通常由金属原子构成。正离子通常由金属原子构成。 负离子电荷：相应原子负离子电荷：相应原子(或原子团或原子团)得到的电子数。得到的电子数。 负离子通常由非金属原子构成。负离子通常由非金属原子构成。 离子电荷也是影响离子键强度的重要要素。电荷越高，离子电荷也是影响离子键强度的重要要素。电荷越高，对相反电荷吸引力越强，那么构成离子化合物熔沸点越高。对相反电荷吸引力越强，那么构成离子化合物熔沸点越高。3 离子电子构型了解离子电子构型了解 三三 离子晶体离子晶体 离子晶体：正、负离子经过离子键结合而成离子晶体：正、负离子经过离子键结合而成的晶体。

5、的晶体。 离子晶体特性离子晶体特性 离子晶体具有较高熔、沸点和硬度；但较脆，延展性较离子晶体具有较高熔、沸点和硬度；但较脆，延展性较差；在熔融和水溶液中具有良好的导电性，固态几乎不导电。差；在熔融和水溶液中具有良好的导电性，固态几乎不导电。见见p206 习题习题78.2 现代共价键实际现代共价键实际 经典共价键实际：经典共价键实际：.Hxx+ Cl:.Cl:.H经典共价键实际局限性：经典共价键实际局限性： 1 两个都带负电的原子为何不相互排斥反而相互配对？两个都带负电的原子为何不相互排斥反而相互配对？ 2 有许多化合物中心原子价电子数多于有许多化合物中心原子价电子数多于8个或少于个或少于8个，

6、个，但仍能稳定存在，为什么？但仍能稳定存在，为什么？ 例：例：BF3ClF3B FF:.:x:.x.F:.xCl FF:.:x:.x.F:.x.现代共价键实际现代共价键实际现代价键实际现代价键实际分子轨道实际分子轨道实际价键实际价键实际杂化轨道实际杂化轨道实际例如：例如：H2的构成过程的构成过程R0E00ERH2分子构成过程中能量随核间距的变化分子构成过程中能量随核间距的变化a bab.H2分子的两种形状分子的两种形状 一一 价键实际价键实际(VB)共价键：原子间电子云密度大的区域对两核的吸引所共价键：原子间电子云密度大的区域对两核的吸引所 构成的化学键。构成的化学键。构成条件：键合双方各提供

7、自旋相反的未成对电子。构成条件：键合双方各提供自旋相反的未成对电子。 键合双方原子轨道应尽能够最大程度重叠。键合双方原子轨道应尽能够最大程度重叠。 体系能量最低原理。体系能量最低原理。 1 价键实际根本要点价键实际根本要点 (1) 两原子接近时，自旋相反的单电子配对构成共价键。两原子接近时，自旋相反的单电子配对构成共价键。 (2) 电子配对放出的能量越多，构成的化学键越稳定。电子配对放出的能量越多，构成的化学键越稳定。 (3) 原子轨道重叠部分越大，两核间电子概率密度越大，原子轨道重叠部分越大，两核间电子概率密度越大， 所构成共价键越结实，分子越稳定。所构成共价键越结实，分子越稳定。 3 共价

8、键类型共价键类型 按原子轨道重叠方式不同，可分为按原子轨道重叠方式不同，可分为键和键和 键两种类型。键两种类型。2 共价键特征共价键特征 (1) 方向性：共价键的构成在能够范围内一定是采取电子云方向性：共价键的构成在能够范围内一定是采取电子云密度最大方向重叠。密度最大方向重叠。 构成共价键时，除构成共价键时，除s与与s轨道在任何方向上能到达最大程轨道在任何方向上能到达最大程度重叠外，度重叠外，p、d、f 轨道只需沿一定方向才干到达最大程轨道只需沿一定方向才干到达最大程度重叠。度重叠。HClHHONN例：例：饱和性：一个原子有多少个未成对电子，它就能构成饱和性：一个原子有多少个未成对电子，它就能

9、构成多少个共价键。即一个原子所构成共价键的数目不是多少个共价键。即一个原子所构成共价键的数目不是恣意恣意的，普通受单电子数目的制约。的，普通受单电子数目的制约。 键：沿键轴方向，原子轨道以键：沿键轴方向，原子轨道以“头碰头方式发生头碰头方式发生轨道重叠，轨道重叠部分是沿键轴呈圆柱形分布的。轨道重叠，轨道重叠部分是沿键轴呈圆柱形分布的。 键：原子轨道以“肩并肩方式发生轨道重叠，轨道重叠部分经过一个键轴平面具有镜面反对称性。 例如：例如：N2的构成的构成 N 1s22s22px12py12pz1配位键：由一个原子提供电子对为两个原子共用而构成的配位键：由一个原子提供电子对为两个原子共用而构成的共价

10、键称为共价配键或配位键。共价键称为共价配键或配位键。 构成配位键的条件：构成配位键的条件： 一个原子其价电子层有未共用电子对一个原子其价电子层有未共用电子对(称为孤电子对称为孤电子对)。 另一个原子其价电子层有空轨道。另一个原子其价电子层有空轨道。 稳定性：稳定性： 键键 键，键， 键活泼。键活泼。 两原子间构成共价单键时，通常是两原子间构成共价单键时，通常是键；构成共价键；构成共价 双键或叁键时，一个是双键或叁键时，一个是键，其他是键，其他是 键。键。见见p206 习题习题21 杂化轨道实际根本要点杂化轨道实际根本要点 杂化及杂化轨道本质：杂化及杂化轨道本质： 原子构成分子时，由于原子间相互

11、作用的影响，假原子构成分子时，由于原子间相互作用的影响，假设干不同类型能量相近的原子轨道混合起来重新组合成设干不同类型能量相近的原子轨道混合起来重新组合成一组新轨道，这种重新组合的过程称为杂化一组新轨道，这种重新组合的过程称为杂化(hybridation)，所构成的新的原子轨道称为杂化轨道，所构成的新的原子轨道称为杂化轨道(hybrid orbit)。 二二 杂化轨道实际杂化轨道实际(HO) 如：如：CH4 C: 1s22s22px12py1 根本要点：根本要点： (1) 构成分子时，能量相近的原子轨道进展杂化。构成分子时，能量相近的原子轨道进展杂化。 (2) 杂化轨道在空间伸展方向会改动，轨

12、道有更强的方杂化轨道在空间伸展方向会改动，轨道有更强的方向性和成键才干。向性和成键才干。 (3) 杂化轨道数目等于参与杂化的原子轨道总数。杂化轨道数目等于参与杂化的原子轨道总数。 (4) 杂化轨道成键时，须满足化学键间最小排斥原理。杂化轨道成键时，须满足化学键间最小排斥原理。 (5) 不同杂化方式导致杂化轨道空间分布不同，由不同杂化方式导致杂化轨道空间分布不同，由此决议了分子空间几何构型不同。此决议了分子空间几何构型不同。总之：杂化后轨道总之：杂化后轨道“变了：变了：轨道成分变了轨道成分变了轨道能量变了轨道能量变了轨道外形变了轨道外形变了更有利于成键更有利于成键杂化轨道类型杂化轨道类型 按原子

13、轨道种类和数目不同：按原子轨道种类和数目不同：nsnp nsnpnd (n-1)dnsnp 按杂化后轨道能量能否相等：等性杂化按杂化后轨道能量能否相等：等性杂化 不等性杂化不等性杂化 (1)等性杂化等性杂化 由不同类型原子轨道杂化，重新组合成一组完全等由不同类型原子轨道杂化，重新组合成一组完全等同同(能量相等、组分一样能量相等、组分一样)的杂化轨道叫做等性杂化。的杂化轨道叫做等性杂化。2p2sBe(基态)第一步第二步第三步xyz2p2sBe(激发态)xyz2pspBe(杂化态)yzBeCl2(化合态)a sp等性杂化等性杂化 一个一个ns 轨道、一个轨道、一个np 轨道杂化构成两个等同轨道杂化

14、构成两个等同sp 杂化轨道，杂化轨道，sp - sp轨道间夹角为轨道间夹角为180，呈直线型，如，呈直线型，如BeCl2： b sp2等性杂化等性杂化 一个一个ns轨道和两个轨道和两个np轨道杂化轨道杂化 构成三个等同构成三个等同sp2杂化轨道，杂化轨道， sp2杂化轨道间夹角为杂化轨道间夹角为120，呈平面正三角形构造。如，呈平面正三角形构造。如BF3：2p2sB(基态)第一步第二步第三步xyz2p2sB(激发态)xyz2psp2B(杂化态)zBF3(化合态) c sp3等性杂化 一个ns轨道和三个np轨道杂化构成四个等同sp3杂化轨道， sp3杂化轨道间夹角10928 ，呈正四面体型构造。

15、如CH4：2p2sC(基态)第一步第二步第三步xyz2p2sC(激发态)xyzsp3C(杂化态)CH4(化合态)不等性杂化不等性杂化 由于杂化轨道中有不参与成键的孤电子对的存在而造由于杂化轨道中有不参与成键的孤电子对的存在而造成能量不完全等同的杂化轨道，这种杂化叫不等性杂化。成能量不完全等同的杂化轨道，这种杂化叫不等性杂化。 思索：思索： 解释解释H2O 分子空间构型为分子空间构型为V型的缘由。型的缘由。sp3杂化NH3 分子空间构型为三角锥形，夹角为分子空间构型为三角锥形，夹角为107 18。 例如：例如：NH3N：外层电子构型：外层电子构型：2s22px12py12pz1sp3不等性杂化不

16、等性杂化试用杂化轨道实际解释下面问题：试用杂化轨道实际解释下面问题：NH3、H2O的键角为什么比的键角为什么比CH4小？小？CO2的夹角为什么的夹角为什么为为180？2 NCl3和和BCl3分子中，中心原子的氧化数和共价键键分子中，中心原子的氧化数和共价键键的数目都一样，为什么两者的空间分子构造却不同？的数目都一样，为什么两者的空间分子构造却不同？见见p206 习题习题48.3 键的极性与分子的极性键的极性与分子的极性一一 键的极性键的极性共价键共价键非极性键非极性键 电荷分布对称电荷分布对称 如如H2、N2、Cl2。极性键极性键 电荷分布不对称电荷分布不对称 如如HCl、HF。 成键原子间电

17、负性相差越大，键矩越大，键的极性越大。二二 分子的极性和偶极矩分子的极性和偶极矩 分子分子非极性分子：分子中正、负电荷中心重合的分子。非极性分子：分子中正、负电荷中心重合的分子。极性分子：极性分子： 正、负电荷中心不相互重合的分子。正、负电荷中心不相互重合的分子。 对于双原子而言，分子的极性与键的极性是一致的；对于双原子而言，分子的极性与键的极性是一致的； 对于多原子分子而言，分子的极性不仅与键的极性有关，对于多原子分子而言，分子的极性不仅与键的极性有关， 还与分子的空间构型有关。还与分子的空间构型有关。见见p206 习题习题88.4 分子间的作用力与氢键分子间的作用力与氢键一一 分子间的作用

18、力分子间的作用力 分子间的作用力分子间的作用力(范德瓦尔斯力范德瓦尔斯力)取向力：固有偶极取向力：固有偶极-固有偶极固有偶极诱导力：固有偶极诱导力：固有偶极-诱导偶极诱导偶极色散力：瞬时偶极色散力：瞬时偶极-瞬时偶极瞬时偶极分子间范德瓦尔斯力的特点：分子间范德瓦尔斯力的特点： a 极性分子与极性分子之间的作用力由取向力、诱导力、极性分子与极性分子之间的作用力由取向力、诱导力、色散力组成；极性分子与非极性分子之间的作用力由诱导色散力组成；极性分子与非极性分子之间的作用力由诱导力、色散力组成；非极性分子之间仅存在色散力。力、色散力组成；非极性分子之间仅存在色散力。 b 分子间力作用很小。液态、固态下分子间力比较显著；分子间力作用很小。液态、固态下分子间力比较显著；气态时分子间力可以忽略，视其为理想气体。气态时分子间力可以忽略，视其为理想气