化学键和分子结构PPT

1、关于化学键与分子结构PPT第一张，PPT共二十二页，创作于2022年6月分子是保持物质性质的最小单位。分子的性质除取决于分子的化学组成外,还 取决于分子的结构原子间的化学键及分 子的空间构型。 分子或晶体中相邻原子之间的强烈作用力 叫做化学键。化学键主要有离子键、共价键和金属键三 种基本类型。 分子之间存在着分子间力。它们对物质的 性质都有较大影响。 第二张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 Pauling L在The Nature of The Chemical Bond中提出了用得最广泛的化学键定义：如果两个原子（或原子团）之间的作用力强得足以形成足够稳定的、可被化学家看作独立分子物

2、种的聚集体，它们之间就存在化学键。 简单地说：化学键是指分子或晶体内部原子之间的强相互作用力。不同的外在性质反映了不同的内部结构各自内部的结合力不同第三张，PPT共二十二页，创作于2022年6月已明确了的化学键类型化学键共价键金属键离子配键离子偶极配键离子键 电价配键配键双原子共价键多原子共价键电子对键（单、双、叁键）单电子键三电子键共轭 键多中心键极 性 键 共价配键非极性键电价键第四张，PPT共二十二页，创作于2022年6月化学键理论总体框架图路易斯理论现代共价键 理 论（量子力学） （1927年） 价键理论（VB 法）价层电子对 互斥理论轨道杂化理论分子轨道理论现代价键 理 论离子键理论

3、共价键 理 论化学键理论（ X）（ ?）第五张，PPT共二十二页，创作于2022年6月348.76.1 离子键与离子晶体 （Ionic bond theory） （1）离子键理论要点形成条件： X =XA XB 1.7形成化学键-786.5 kJmol-1 6.1.1 离子键的形成1913 年德国科学家 Kossel ( 柯塞尔 ) 提出离子键理论第六张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 极性增大非极性共价键 极性共价键 离子键 化合物中不存在百分之百的离子键，即使是 NaF 的化学键，其中也有共价键的成分。即除离子间靠静电相互吸引外，尚有共用电子对的作用。 X 1.7 ，实际上是指离子

4、键的成分大于 50 %。第七张，PPT共二十二页，创作于2022年6月（2）晶格能 (lattice energy) 意义 衡量离子键的强度。 定义 气态阳离子与气态阴离子结合成1mol 固体离子化合物时所放出的能量，以符号U 表示。单位：KJmol-1M+ (g) + X- (g) MX (S) 影响因素 晶格能的大小与元素的电离能、电子亲合能、离子化合物的摩尔生成焓等有关。第八张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 晶格能可以通过各种方法计算得到（本课程不要求），最常用的有以下几种方法：玻恩-哈勃循环 玻恩-兰达公式 水合能循环法键能 ：（ 以 NaCl 为例 ） 1 mol 气态 N

5、aCl ，离解成气态原子时，所吸收的能量， 用 Ei 表示。 NaCl ( g ) = Na ( g ) + Cl ( g ) H = Ei 键能 Ei 越大，表示离子键越强。键能和晶格能，均能表示离子键的强度，但晶格能比较常用。 第九张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 本质是静电引力 没有方向性和饱和性 NaClCsCl6.1.2 离子键的特点第十张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 离子键无方向性和饱和性与任何方向的电性不同的离子相吸引，所以无方向性；且只要是正负离子之间，则彼此吸引，即无饱和性。学习了共价键以后，会加深对这个问题的理解。 第十一张，PPT共二十二页，创作于2

6、022年6月1. 离子电荷 (charge)6.1.3 离子键的特征离子键的强度正、负离子的性质离子化合物的性质取决于取决于 正离子通常只由金属原子形成，其电荷等于中性原子 失去电子数目。 负离子通常只由非金属原子组成，其电荷等于中性原 子获得电子的数目;出现在离子晶体中的负离子还可以 是多原子离子。 离子所带电荷是影响离子键强度的重要因素，当离子 半径相近时，离子电荷越高，对带相反电荷离子的吸 引力越强，离子键的强度就越大，形成离子型化合物 的熔点也越高。第十二张，PPT共二十二页，创作于2022年6月2. 离子的电子构型 (electronic configuration)分类构型通式阳离

7、子无电子型H+2电子型(n-1)s2Li+,Be2+8电子型(n-1)s2(n-1)p6Na+,Ca2+917电子型(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d1-9Cu2+18电子型(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10Cu+,Zn2+18+2电子型(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns2Sn2+,Pb2+第十三张，PPT共二十二页，创作于2022年6月3. 离子半径 (radius) 严格讲，离子半径无法确定 （电子云无明确边界） 核间距（nuclear separation）的一半 离子半径对离子的强度有较大的影响，一般说来，当离子所带电荷相同时，离子的半径越小，阴、阳离子之

8、间的吸引力就越大，离子键的强度也越大。Na+Cl -2r第十四张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 （1）同一种元素的阴离子半径大于原子半径而阳离子 半径小于原子半径，且正电荷越多，半径越小。 如： （2）同一周期电子层结构相同的阳离子的半径，随离子 电荷增加而减小；而阴离子的半径随离子电荷增加而增大。 如: （3）同一主族元素的电荷相同的离子的半径，随电子层 数增加而增大。 如:Mg2+第十五张，PPT共二十二页，创作于2022年6月6.2 共价键的价键理论 Concept of the covalent bond theory1916 年，美国科学家 Lewis 提出共价键理论。 认

9、为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势，求得本身的稳定。 而达到这种结构，可以不通过电子转移形成离子和离子键来完成，而是通过共用电子对来实现。分子的稳定性是因为共享电子对服从“八隅律”(octet rule)。第十六张，PPT共二十二页，创作于2022年6月第十七张，PPT共二十二页，创作于2022年6月Lewis 的贡献：提出了一种不同于离子键的新的键型， 解释了 X 比较小的元素之间原子的成键事实。共价键：原子间通过共用电子对而形成的化学键共用电子对共价键共价单键single covalent bond共价双键double covalent bond共价叁价triple covale

10、nt bond第十八张，PPT共二十二页，创作于2022年6月Lewis 没有说明共价键的实质，所以适应性不强 。 在解释 BCl3 ， PCl5 ，SF6 等其中的原子未全部达到稀有 气体结构的分子时，遇到困难。 第十九张，PPT共二十二页，创作于2022年6月 1927年，Heitler 和 London 用量子力学处理H2分子的形成，得到氢分子形成过程中能量与核间距之间的关系曲线，解决了两个氢原子之间化学键的本质问题。 提出价键理论 ( Valence Bond Theory ， VB 法) 1931年， Pauling 等人 进一步发展了VB 法提出轨道杂化理论，合理解释了分子的空间构型。 进而使共价键理论从经典的 Lewis 理论发展到今天的现代共价键理论。第二十张，PPT共二十二页，创作于2022年6月6.2.1 共价键的形成和特点