第四章化学键与分子结构PPT文件格式下载.ppt
- 文档编号:14027410
- 上传时间:2022-10-17
- 格式:PPT
- 页数:98
- 大小:1.49MB
第四章化学键与分子结构PPT文件格式下载.ppt
《第四章化学键与分子结构PPT文件格式下载.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第四章化学键与分子结构PPT文件格式下载.ppt(98页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
,由表数据可见,HF,HCl,HBr,HI键长依次递增,而键能依次递减;
单键、双键及叁键的键长依次缩短,键能依次增大,但与单键并非两倍、叁倍的关系。
小结,意义:
键长越长,键能越小,分子越不稳定,在双原子分子中,于100kPa下将气态分子断裂成气态原子所需要的能量。
D(HCl)=432kJmol-1,D(ClCl)=243kJmol-1,在多原子分子中,断裂气态分子中的某一个键,形成两个“碎片”时所需要的能量叫做此键的解离能。
5.键能,
(1)键解离能D:
(2)键能E:
标准状态下气体分子拆开成气态原子时,每种键所需能量的平均值。
例如:
E(HH)=436kJmol-1,E(HCl)=432kJmol-1,(3)原子化能Eatm:
气态的多原子分子的键全部断裂形成各组成元素的气态原子时所需要的能量。
H2O(g)=2H(g)+O(g),(4)键能、键解离能与原子化能的关系:
双原子分子:
键能=键解离能E(H)=D(H)多原子分子:
原子化能=全部键能之和atm(H2O)=2(OH)(5)键焓与键能:
近似相等,实验测定中,常常得到的是键焓数据。
键能是指断键时的热力学能变化。
DnRT很小,(6)键能变化规律,()叁键双键单键,C-C348kJmol-1E(C=C)=612kJmol-1E(CC)=837kJmol-1一个键一个键一个键一个键两个键,()同核:
成键原子核间距离越大,键能越小Cl2Br2I2E(X-X)242193151kJmol-1,异核:
电负性差越大,键能越大HFHGHBrHIX从大到小E(H-X)562431366299kJmol-1,意义:
键能越大,键越牢固,分子稳定性越高。
6.键的极性,
(1)正负电荷重心重合非极性键H2、O2
(2)不重合极性键X-YX越大,键的极性越大X=0非极性键X不大极性键X很大离子键X1.7离子性%50%属离子键,键参数小结:
键的极性键矩(),4.2离子键理论,一、离子键理论,1.正、负离子间通过静电作用所形成的化学键称为离子键,八隅律,活泼金属原子通过得失电子而达到稳定电子构型即稀有气体的8电子稳定结构,违背八隅体规则的例子:
BF3,PCl5,SF6等。
2.形成过程,
(1)从电负性差的角度:
X1.7形成离子键,NaCl,电子构型:
NaNe3S1ClNe3S23P5,(XNa=0.9)(XCl=3.0),X=2.11.7,
(2)从能量角度,V=V吸引+V排斥,当正、负离子靠近并抵达平衡距离r0,体系能量最低,形成离子键,二.离子键的特点,1.本质为正、负离子之间的静电作用力,离子所带电荷越高,则离子间吸引力越大,即离子键越强;
而正负离子之间的核间距越小,F就越大,则离子键越强.,q+和q-分别为正负离子所带的电荷数,d为离子核间距,d=r+r-。
由上式可知:
2.特点,没有方向性没有饱和性,3、键的离子性与元素的电负性有关,X1.7,发生电子转移,形成离子键;
X1.7,不发生电子转移,形成共价键。
但离子键和共价键之间,并非可以截然区分的。
可将离子键视为极性共价键的一个极端,而另一极端则为非极性共价键。
三.离子的特征,1.离子电荷,正:
简单阳离子的电荷数是其原子失去电子的数目,一般有+1,+2,+3价正离子负:
简单负离子的电荷数是其原子获得电子的数目。
一般有-1,-2,-3价负离子,在离子晶体中,将离子晶体中的离子看成是相切的球体,正负离子的核间距d是r+和r之和。
d值可由晶体的X射线衍射实验测定得到,例如MgOd=210pm,2.离子半径的定义,1926年,哥德希密特(Goldschmidt)用光学方法测得了F和O2的半径,分别为133pm和132pm。
结合X射线衍射所得的d值,得到一系列离子半径。
这种半径为哥德希密特半径,1927年,Pauling把最外层电子到核的距离,定义为离子半径。
并利用有效核电荷等数据,求出一套离子半径数值,被称为Pauling半径。
教材第130-131页表4-2上两套数据均列出。
在比较半径大小和讨论变化规律时,多采用Pauling半径。
1.主族元素:
从上到下相同电荷数的离子的半径依次增大.如:
Li+Na+K+Rb+Cs+2.同一周期:
主族元素随着族数递增,正离子的电荷数增大,离子半径依次减小.如:
Na+Mg2+Al3+.3.同一元素:
能形成几种不同电荷的正离子时,则高价离子的半径小于低价离子的半径.如:
rFe3+(60pm)rFe2+(75pm)4.一般负离子的半径较大,约为130-250pm,正离子的半径较小,约为10-170pm,离子半径在周期表中的变化规律,3.周期表中处于相邻族的左上方和右下方斜对角线上的正离子半径近似相等.,由于离子半径是决定离子间引力大小的重要因素,因此离子半径的大小对离子化合物性质有显著影响.离子半径越小离子间的引力越大,要打断它们所需的能量就越大,因此离子化合物的熔沸点也就越高.,例如:
4.离子的外电子层构型,
(1)2电子构型:
最外层有2个电子的离子.如Li+,Be2+,H-等.
(2)8电子构型:
最外层有8个电子的离子.如Na+,Cl-,O2-Ca2+等.(3)18电子构型:
最外层有18个电子的离子.如Zn2+,Cd2+,Hg2+,Cu+,Ag+等.(4)(18+2)电子构型:
次外层为18个电子,最外层为2个电子的离子.如Pb2+和Sn2+等.(5)9-17电子构型:
最外层有9-17个电子的离子.如过渡金属的离子,Fe2+,Cr3+,Mn2+等.,8电子构型的离子9-17电子构型的离子(18+2)电子构型的离,在离子的电荷和半径大致相同的条件下,不同构型的正离子对同种负离子的结合力的大小可有如下经验规律,第4章化学键与分子结构,这种关系对化合物的有关性质有一定影响。
NaCl易容,而CuCl、AgCl则难溶。
四.离子晶体的空间结构,CsCl型离子晶体,ZnS型离子晶体,NaCl型离子晶体,离子晶体的五种空间构型的特点,第4章化学键与分子结构,半径比规则,即r+/r-=0.414时(见图4-3中的b图),正负离子直接接触,负负离子也两两接触.如果r+/r-0.414(见图4-3中的c图),会出现如下情况:
图4-3半径比与配位数关系,当r+/r-0.414时,负离子互相接触而排斥,正负离子接触不良,这样的构型不稳定,迫使晶体转入较少的配位数,例如4:
4配位.,第4章化学键与分子结构,当r+/r-0.414时,负离子接触不良,正负离子却能紧靠在一起.这样的构型可以较稳定.但当r+/r-0.732时,正离子表面就有可能接触上更多负离子,使配位数成为8.,根据上述考虑,可以归纳出如下的半径比规则表,第4章化学键与分子结构,五.晶格能,由相互远离的气态正负离子结合成离子晶体时释放出的能量称为晶格能。
用U表示,单位为kJ/mol.例如:
S,Hf(NaCl)=S+D/2+I+E+U,影响晶格能大小的因素:
离子半径,离子电荷电子层构型,晶格类型,第4章化学键与分子结构,D,U,例1:
由实验测得下列数据HKJmol-1,试计算氟的电子亲和能:
Rb(s)=Rb(g)78Rb(g)=Rb+(g)+e-402F2(q)=F(g)80F2(g)+Rb(s)=RbF(s)-552Rb+(q)+F-(q)=RbF(s)-762,解:
F(g)+Rb(s)=RbF(s)H0=H10+H20+H30+H40+H50-552=80+78+H+402762H=-350KJmol-1,第4章化学键与分子结构,六.离子晶体的性质,1、导电性:
熔融状态或在水溶液中导电,固态不导电,2、熔沸点高,硬度大,离子晶体的晶格能均较大,所以须较高能量才能破坏阴、阳离子间的作用力,离子晶体的错动离子晶体比较脆,3、易溶于极性溶剂,难溶于非极性溶剂,离子晶体在极溶剂中易形式水合离子,正、负离子与水分子间吸引力较大,足以克服晶体内离子间引力,使离子脱离晶格进入溶液,第4章化学键与分子结构,4.3共价键理论,一.经典共价键理论:
原子间通过共用电子对达到稳定的希有气体的原子结构,缺点:
能稳定存在,二.现代价键理论,1.共价键的本质,以H2分子的形成为例来说明共价键的形成,H2形成过程能量的变化图,当具有自旋反平行的成单电子的原子相互接近时,其原子轨道重叠相加,核间产生电子云密度较大的区域,把两个核紧密地吸引在一起使体系能量下降的这种结合力就是共价键。
第4章化学键与分子结构,价键理论(VB)杂化轨道理论(HO)价电子对互斥理论(VSEPR)分子轨道理论(MO),2.价键理论成键原理,(a)电子配对原理若A、B两个原子各有一个单电子且自旋方向相反,则这两个成单电子可以互相配对形成稳定共价单键。
这对电子为A、B两原子所共有。
如果A、B各有两个或三个未成对的电子,则自旋相反的单电子可两两配对形成共价双键或叁键。
(b)能量最低原理电子配对以后会放出能量从而使体系的能量降低(c)原子轨道最大重叠原理成键电子的原子轨道重叠得越大,两核间几率密度最大形成的键也就越牢固,这常被称为轨道最大重叠原理(或电子云重大重叠原理),第4章化学键与分子结构,详见教材第145页。
3、共价键的特点,(a)共价键结合力的本质是电性的,其大小(键能表示)决定于共用电子的数目和重叠方式.例:
叁键,双键和单键键能依次减小。
(b)共用电子对在两核间几率密度最大(c)具有饱和性(d)具有方向性,(c)共价键具有饱和性,一个原子有几个未成对电子,便可和几个自旋方向相反的电子配对成键,如PCl5PNe3S23P3,(d)方向性:
原子轨道要求尽量的最大重叠,共价键形成方向,非共价键形成方向,第4章化学键与分子结构,4.共价键的类型,
(1)键由于原子轨道之间重叠的情况不同,可以形成不同类型的共价键.我们把原子轨道沿着键轴方向以“头碰头”的方式进行重叠而形成的共价键称为键。
常见的有s-s,px-s和px-px这三种类型的键,它们的轨道重叠图形如图4-7所示:
s-s,p-s,p-p,几种类型的键的轨道立体图形,第4章化学键与分子结构,
(2)键,原子轨道以“肩并肩”(或平行)的方式发生轨道重叠形成的共价键称为键。
如py-py和pz-pz,采用这种重叠方式形成的键,通过键轴有一个镜面,上下两部分波函数符号相反,所以具有镜面反对称性.,Py-Py或Pz-Pz,键的波函数图形,键的轨道图形,第4章化学键与分子结构,(3)共价配键(配位键),形成条件:
一原子价电子层有孤对电子,另一原子价电子层有空轨道C=O,(3)键与键性质的比较,两个原子之间除可形成一个键外,还可形成一个或者两个键,如N2分子中就存在一个键和两个键.,例如:
第4章化学键与分子结构,三.杂化轨道理论,1.杂化和杂化轨道的定义原子在成键过程中,若干能量相近的原子轨道重新组合成新的轨道的过程叫杂化,所形成的新轨道就称为杂化轨道。
新的杂化轨道的总数目是等于原来参与杂化的原子轨道总数,并包含原来原子轨道的成分.,第4章化学键与分子结构
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第四 化学键 分子结构