分子结构与晶体结构最全版Word下载.docx
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53pm,说明H2分子中两个H原子的1S轨道必然发生重叠,核间形成一个电子出现的几率密度较大的区域。
这样,增强了核间电子云对两核的吸引,削弱了两核间斥力,
体系能量降低,更稳定。
(核间电子在核间同时受两个核的;
$;
吸引比单独时受核的吸引要小,即位能低,•••能量低)。
1.1.2价键理论要点
1要有自旋相反的未配对的电子
Hf+HJ-tHH表示:
H:
H或H-H
2电子配对后不能再配对即一个原子有几个未成对电子,只能和同数目的自旋方向相反的
未成对电子成键。
女口:
N:
2s22p3,心N或NH
这就是共价键的饱和性。
3原子轨道的最大程度重叠
(重叠得越多,形成的共价键越牢固)
1.1.3共价键的类型
1b键和n键(根据原子轨道重叠方式不同而分类)
s-s:
b键,如:
H-H
s-p:
b键,如:
H-CI
n键,
p-p:
CI-CI'
'
单键:
b键
b键n键
牢固程度牢固差
含共价双键和叁键的化合物的重键容易打开,参与反应。
2非极性共价键和极性共价键
根据共价键的极性分(电子云在两核中的分布),由同种原子组成的共价键为非极性共价键。
例:
H2,Q,N2等
一般来说,不同种原子组成的共价键为极性共价键。
HCI,HbQ,NH3等
共价键极性的强弱,可由成键原子的电负性的大小来表示。
极性共价键是非极性共价键和离
子键的过渡键型。
H-FH-C1
H-Br
H-I
X
2.14.02,110
2.12.8
2.12.5
Ax
1.90.9
0.7
0.4
視性变小
3配位共价键(配位键):
原子或离子有空轨道,有孤对电子。
饱和性:
一个原子有几个未成对电子,就只能和同数目的自旋方向相反的未成对电子配对成键。
方向性:
共价键尽可能沿着原子轨道最大重叠的方向形成。
如形成HCI时,只有氢原子沿着X轴与氯原子的P轨道成键时,轨道重叠最多。
1.2、键参数
表征共价键的物理量叫键参数。
键能:
共价键的强度
键长、键角:
以共价键形成的分子的空间构型(几何构型)
1、键能:
衡量共价键强弱的物理量。
指298.15K,101.3KPa条件下,
AB(g)-tA(g)+B(g)所需的E(KJ/moI)
双原子分子,其键能=离解能D,如Cl2,HCl
多原子分子,指的是平均键能:
2、键长(用X射线法):
成键的两个原子核之间的距离。
两个原子共价半径之和=键长
键长越短,键能越大,共价键越牢固。
3、键角
价键理论比较简明地阐述了共价键的形成过程和本质,并成功地解释了共价键的饱和性和方
向性,但在解释分子的空间构型(结构)方面发生一定困难。
第二节杂化轨道理论和分子的几何构型
CH4,C的四价问题
1931年,Pauling、Slater在价键理论的基础上,提出杂化轨道理论。
一、杂化轨道的概念
1.什么叫杂化轨道?
能量相近的原子轨道混合起来,重新组成一组能量相同的轨道,这一过程,称原子轨道杂化,
组成的新轨道叫杂化轨道。
2.原子轨道杂化后,使一头大,电子云分布更集中,成键能力更强。
3.杂化后,体系的能量降的更低,生成的分子也更稳定。
二、杂化轨道的类型和体系分子的几何构型
1.SP杂化和分子的几何构型
一个S轨道和一个轨道P之间进行的杂化。
HgCl2
102
Hg5d6s
两个朶化轨道
均匀布在一醱上,18M念尸戚键
型得到直疑分子
BeCl2,nB族形成的AE2型分子都为直线形。
2.SP2杂化和分子的几何构型
一个S轨道和二个轨道P之间进行的杂化.
BF3
B2%
V三个朶化轨道肺平面正三角形
3.SP3杂化和分子的几何构型
一个S轨道和三个轨道P之间进行的杂化.
CCl4
C2s^2p?
四个杂化轨道等同,正四面体型
如CH,SiHh,SiCl4,CCl4等
三、不等性杂化
1、有孤对电子参加的不等性杂化
1H2O分子的几何构型
02/时
©
册®
杂化”WKD能量稍低,不融SP3杂化
O-H键角压缩成104.5°
(而
孤对电子不成键,能量较低,对成键电子云排斥更大,使两个正四面体型为109.5°
)(两孤对电子之间夹角〉109.5°
)
斥力:
孤对电子-孤对电子>孤对电子-成键电子>成键电子-成键电子
2NH的几何构型
N2珊
-QO杂化严—OS
化9P部分朵化轨道
电子对数
构型
实例
2
直线型
BeCl2、HgCL
3
平面三角形
BF3、BCI3
4
正四面体
CH、NH+、CCI4、SiCI4、
5
三角双锥
PCI5、PF3CI2、SbCb
6
正八面体
SF6、MoF
第三节离子键
离子键的形成和特征
1.
离子键的形成
电子云间存在排斥力,两原子核间存在相互吸引力,当两原子接近到一定距离,引力=斥力,(此
时整个体系能量最低),形成离子键。
2.离子键的特征
1本质:
阴、阳离子间的静电引力
2无方向性、饱和性
只要空间允许,尽可能多地吸引带相反电荷的离子(任何方向,尽可能多)。
但总体来说,
有一定比例。
二•离子的特性
1、离子的电荷
简单离子的电荷由原子得到或失去形成的,其电荷绝对值为得失的电子数。
离子化合物AmBnA+,Bm-
2、离子的电子层结构
简单阴离子的电子构型,一般与同周期希有气体原子电子层构型相同。
简单的阳离子构型:
分类构型通式
2亡型9
胫型(n-1)P(n-1)
(9-17)亡型(n-1)Q(n-1)(n-1)N
18亡型(n-1)s2(n-1)(n-1)d10
(18+2)◎型(n-1)s3(n-l)『(n-1)捫ns3
LitBe2*
Mg1*,A?
+
TP+,CiftF旳炉
Sri3*-PtT,B?
离子半径
将阴阳离子看成是保持着一定距离的两个球体。
例:
原子或离子
0-
tf-
半径(pm)
66(共价半径)
17d
>
140
Fe
F白
F0
116(共价半径)74
64
从左到右,阳离子:
正电荷数f,半径J
一周期
3、
阴离子:
负电荷数J,半径J
3同一主族
电荷数基本相同,从上到下,半径f(T电子层增加)
离子半径J,离子间引力T,离子键强度T,熔、沸点T,硬度T
第四节分子间力和分子晶体
•分子间力
1、分子的极性
任何以共价键结合的分子中,存在带正电荷的原子核、带负电荷的电子。
•••分子中存在正电荷中心(“+”极)、负电荷中心(“-”极)。
两中心重合,整个分子无极性,称为非极性分子;
两中心不重合,整个分子有极性,称为极性分子。
1由共价键结合的双原子分子,键的极性和分子极性一致;
02、N2、H2、CI2非极性键,非极性分子。
HI、HBr极性键,极性分子。
2由共价键结合的多原子分子,键的极性与分子极性不完全一致,而与几何构型有关
对称结构
非对称结构
CH4、3iH4、cq
恥1貝P>
N
等
③分子极
沉、cq等
HHH§
jj.性的大小通常
用偶极矩来度量。
非极性分子
极性分子
q:
原子的正或负中心,一端的电荷量,单位:
库仑(C),
19
1个电子的电量=1.602X10-C
d:
正负电荷中心间距离,单位:
米(m),其数量级相当于原子距离,~10-11m
-30—
卩~10C•m
测定卩,①可判断分子极性大小;
②可判断多原子分子是否具有对称结构。
2.分子的变形性
1什么叫分子的变形性?
在外电场作用下,分子中的正负电荷中心的位置发生改变,产生”诱导偶极”,这种现象称为
分子的极化或变形极化。
分子受极化后,分子外形发生改变,称为分子的变形。
2影响分子变形性的内在因素
分子中的原子数越多,原子半径越大(分子越大),分子中电子数越多,变形性越大。
3分子在外电场作用下的变形程度,用极化率a来度量
3.分子间力
①分子间力
范德华,1873年首先提出,又称为范德华力。
段时
色散力f,熔、沸点仁
b)诱导力
某一瞬间
;
与被诱导分子的变形性成正比;
与分子间距离的戊成反比。
发生在非极性分子与极性分子之间及极性分子与极性分子之间。
c)取向力(极性分子与极性分子之间)
—■OO—^€30极性分子存在充分靠近产生朗向力进一步产生诱导偶极,
诱导力与
极性分子的卩2成正
比;
与T成反比;
与分子间距离的R6成反比。
非极性分子之间,存在:
色散力P224,表8-5
极性分子与非极性分子间:
色散力、诱导力
极性分子之间,存在:
色散力、取向力、诱导力
②分子间作用力的特性
a)分子间作用力是存在于分子间的一种永久性吸引作用。
b)是一种短程力,作用范围:
300-500pm,因此,只有当分子之间距离很近时,才有分子间
作用力。
当距离很远时,这种力消失。
c)没有方向性和饱和性。
(分子间力实质为静电引力)
d)强度为化学键的1/10〜1/100。
e)除□很大的分子(如H2O外,分子间作用力以色散力为主。
3分子间作用力对物质物理性质的影响
FaCl2(g)>
Br:
(L).Ia(S)
増増増増
4、氢键
①氢键形成的条件
ON、F电负性大,原子半径小,具有孤对电子,易形成氢键。
注意:
a)不同分子亦会形成氢键
b)分子内亦会形成氢
②氢键的强度和性质
a)强度:
比化学键小得多
与分子间力相同数量级,是键能的
b)具有方向性和饱和性
二•物质溶解度原理
结构相似者(溶剂、溶质结构相似)易溶,即“相似相溶”。
L-L:
CHOHCHOH在水(H-O-H)中易溶。
S-L:
离子型盐易溶于氢键型溶剂(极性大);
非极性化合物易溶于非极性或低极性溶剂。
选择朋友要经过周密考察,要经过命运的考验,不论是对其意志力还是理解力都应事先检验,看其是否值得信赖。
此乃人生成败之关键,但世人对此很少费心。
虽然多管闲事也能带来友谊,但大多数友谊则纯靠机遇。
人们根据你的朋友判断你的为人:
智者永远不与愚者为伍。
乐与某人为伍,并不表示他是知已。
有时我们对一个人的才华没有信心,但仍能高度评价他的幽默感。
有的友谊不够纯洁,但能带来快乐;
有些友谊真挚,其内涵丰富,并能孕育成功。
一位朋友的见识比多人的祝福可贵得多。
所以朋友要精心挑选,而不是随意结交。
聪明的朋友则会驱散忧愁,而愚蠢的朋友会聚集忧患。
此外,若想让友谊地久天长。
这需要技巧和判断力。
有的朋友需近处,有的则需远交。
不善言谈的朋友可能擅长写信。
距离能净化近在身边无法容忍的缺陷。
交友不宜只图快乐,也要讲求实用。
一位朋友等于一切。
世间任一美好事物的三大特点,友谊兼而有之:
真、善、专一。
良友难遇,如不挑选则更难求。
保住老朋友,比结交新朋友更重要。
交友当寻可长久之友,如得其人,今日之新交,他年自成老友。
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