共價(jià)鍵與分子間力

1、共價(jià)鍵與分子間力第1頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一教學(xué)的目的與要求1. 掌握現(xiàn)代價(jià)鍵理論的要點(diǎn)和鍵、健的特征。了解鍵參數(shù)。2. 掌握雜化軌道理論基本要點(diǎn)，SP3、SP2、SP雜化類型，特征；等性、不等性雜化概念及應(yīng)用。3. 了解分子極性，熟悉分子間力類型、特點(diǎn)、產(chǎn)生原因；氫鍵形成條件、特征、應(yīng)用。 重點(diǎn)1. 共價(jià)鍵的本質(zhì)及特點(diǎn)。2. 鍵、健的特征。3. 雜化軌道理論基本要點(diǎn)， SP3、SP2、SP雜化類型，特征；等性、不等性雜化概念及應(yīng)用。4. 氫鍵形成條件、特征、應(yīng)用。難點(diǎn)雜化第2頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一10.1.1 共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)1

2、0.1 價(jià)鍵理論10.1.3 雜化軌道10.1.2 共價(jià)鍵的鍵型第十章共價(jià)鍵與分子間力10.4.1 鍵能 10.2 鍵參數(shù)10.4.4 鍵的極性 10.4.3 鍵角10.4.2 鍵長(zhǎng) 10.3 分子間的作用力10 . 3 . 1 分子的極性與分子的極化 10 . 3 . 2 van der Waals力 （分子間力）10 . 3 . 3 氫鍵第3頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一離子鍵理論10.1.1 共價(jià)鍵的本質(zhì)與特點(diǎn)化學(xué)鍵： 分子或晶體中相鄰原子(或離子)之間強(qiáng)烈的吸引作用?；瘜W(xué)鍵理論：金屬鍵理論共價(jià)鍵理論10.1 價(jià)鍵理論第4頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)

3、5分，星期一1.量子力學(xué)處理H2分子的結(jié)果 兩個(gè)氫原子電子自旋方式相反，靠近、重疊，核間形成一個(gè)電子概率密度較大的區(qū)域。系統(tǒng)能量降低，形成氫分子。 核間距 R0為74 pm。 共價(jià)鍵的本質(zhì)原子軌道重疊，核間電子概率密度大吸引原子核而成健。第5頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一2.價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)與共價(jià)鍵的特點(diǎn)價(jià)鍵理論基本要點(diǎn)：未成對(duì)價(jià)電子自旋方式相反；原子軌道最大程度地重疊。共價(jià)鍵的特點(diǎn)：方向性飽和性H ClH O HN N第6頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一1.鍵： 原子軌道沿核間聯(lián)線方向進(jìn)行同號(hào)重疊(頭碰頭)。10.1.2 共價(jià)鍵的鍵型第7頁(yè)，共3

4、6頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一2.鍵： 兩原子軌道垂直核間聯(lián)線并相互平行進(jìn)行同號(hào)重疊(肩并肩)。第8頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一3.配位鍵形成條件：成鍵原子一方有孤對(duì)電子， 另一方有空軌道。例：OC第9頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一基本要點(diǎn)：成鍵時(shí)能級(jí)相近的價(jià)電子軌道混合雜 化，形成新的價(jià)電子軌道雜化軌道。雜化前后軌道數(shù)目不變。雜化后軌道伸展方向，形狀發(fā)生改變。10.1.3 雜化軌道第10頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一CH4的空間構(gòu)型為正四面體C：2s22p21.sp3雜化第11頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，

5、5月20日，7點(diǎn)5分，星期一sp3第12頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一四個(gè)sp3雜化軌道第13頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一B： 2s22p12.sp2雜化BF3的空間構(gòu)型為平面三角形第14頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一sp2sp2雜化第15頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一三個(gè)sp2雜化軌道第16頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一第17頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一Be：2s23.sp雜化BeCl2的空間構(gòu)型為直線形ClClBespsp雜化Be采用sp雜化生

6、成BeCl2第18頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一兩個(gè)sp雜化軌道第19頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一第20頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一4.不等性sp3雜化第21頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一 第22頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一小結(jié)：雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型中心原子Be(A)B(A)C,Si(A)N,P(A)O,S(A)Hg(B)直線形 三角形 四面體 三角錐 V型不等性雜化軌道類型s+ps+(3)ps+(2)ps+(3)p參加雜化的軌道2443雜化軌道數(shù)成鍵軌道夾角

7、分子空間構(gòu)型實(shí)例第23頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一思考題：解釋C2H4，C2H2的分子構(gòu)型。已知： C2H2為直線型；的構(gòu)型為：C = CHHHH第24頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一 在雙原子分子中，于100kPa下將氣態(tài)分子斷裂成氣態(tài)原子所需要的能量。D(HCl)=432kJmol-1, D(ClCl)=243kJ mol-1 在多原子分子中，斷裂氣態(tài)分子中的某一個(gè)鍵，形成兩個(gè)“碎片”時(shí)所需要的能量叫做此鍵的解離能。10.2.1 鍵能鍵解離能（D） 10.2 鍵參數(shù)第25頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一H2O(g) =

8、2H(g) + O(g) 原子化能 Eatm：氣態(tài)的多原子分子的鍵全部斷裂形成各組成元素的氣態(tài)原子時(shí)所需要的能量。例如： 鍵能、鍵解離能與原子化能的關(guān)系：雙原子分子：鍵能 = 鍵解離能 E(H) =D(H)多原子分子：原子化能 = 全部鍵能之和atm(H2O) = 2(OH) 鍵焓與鍵能近似相等，實(shí)驗(yàn)測(cè)定中，常常得到的是鍵焓數(shù)據(jù)。第26頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一 分子中兩原子核間的平衡距離稱為鍵長(zhǎng)。例如，H2分子，l = 74pm。10.2.2 鍵長(zhǎng)第27頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一 由表數(shù)據(jù)可見，HF， HCl， HBr， HI 鍵長(zhǎng)依次

9、遞增，而鍵能依次遞減；單鍵、雙鍵及叁鍵的鍵長(zhǎng)依次縮短，鍵能依次增大，但與單鍵并非兩倍、叁倍的關(guān)系。第28頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一 鍵角和鍵長(zhǎng)是反映分子空間構(gòu)型的重要參數(shù)，它們均可通過實(shí)驗(yàn)測(cè)知。10.2.3 鍵角N:FFFC = CHHHHN:HHHP:HHHH第29頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一10.2.4 鍵的極性 鍵的極性是由于成鍵原子的電負(fù)性不同而引起的。當(dāng)成鍵原子的電負(fù)性相同時(shí)，核間的電子云密集區(qū)域在兩核的中間位置，兩個(gè)原子核正電荷所形成的正電荷重心和成鍵電子對(duì)的負(fù)電荷重心恰好重合，這樣的共價(jià)鍵稱為非極性共價(jià)鍵（nonpolar c

10、ovalent bond）。 當(dāng)成鍵原子的電負(fù)性不同時(shí)，核間的電子云密集區(qū)域偏向電負(fù)性較大的原子一端，使之帶部分負(fù)電荷，而電負(fù)性較小的原子一端則帶部分正電荷，鍵的正電荷重心與負(fù)電荷重心不重合，這樣的共價(jià)鍵稱為極性共價(jià)鍵（polar covalent bond）。 第30頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一 鍵矩是表示鍵的極性的物理量記作 。 = q l 式中 q 為電量，l 為核間距。為矢量，例如，實(shí)驗(yàn)測(cè)得HCl第31頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一 10.3 分子間的作用力10 . 3 . 1 分子的極性與分子的極化 1分子的極性與鍵的極性 分子的極性

11、鍵的極性分類1、極性分子2、非極性分子1、極性共價(jià)鍵2、非極性共價(jià)鍵聯(lián)系雙原子分子兩者統(tǒng)一多原子分子兩者不一定統(tǒng)一（與電負(fù)性和分子空間構(gòu)型有關(guān) ）判斷電偶極矩量度 由電負(fù)性決定第32頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一3分子的極化 永久偶極（permanent dipole） 誘導(dǎo)偶極（induced dipole） 10 . 3 . 2 van der Waals力 （分子間力）1取向力（orientation force） 2誘導(dǎo)力（induction force） 第33頁(yè)，共36頁(yè)，2022年，5月20日，7點(diǎn)5分，星期一3色散力（dispersion force） 小結(jié) （1）在非極性分子之間只有色散力；在極性分子和非極性分子之間既有誘導(dǎo)力也有色散力；而在極性分子之間，取向力、誘導(dǎo)力和色力都存在。 （2）van der Waals力不屬于化學(xué)鍵范疇，它有下列一些特點(diǎn)： 它是靜電引力，其作用能只有幾到幾十千焦每摩爾，約比化學(xué)鍵小12個(gè)數(shù)量級(jí)；它的作用范圍只有幾十到幾百皮米；它不具有方向性和飽和性；對(duì)于大多數(shù)分子，色散力是主要的。只有極性大的分子，取