無機(jī)化學(xué)-課件分子結(jié)構(gòu)

Inorganic無機(jī)化學(xué) 學(xué)藥學(xué)院無機(jī)化

空間分子化學(xué)鍵的類 共價金屬

(90%以上 化學(xué)鍵

價鍵理論雜化軌道理論本章要理解價掌握共價鍵的本質(zhì),特點(diǎn)和分類,理解并掌握雜化軌道理了解分子間作用力的分掌握氫鍵的特點(diǎn)，并用以解釋物質(zhì)的特殊物理性 經(jīng)典的共價鍵原子通過共用電子對形成化學(xué)鍵。 *

* * *(G.N. 經(jīng)典共價鍵理如：BeCl2中Be的最外層只有4PCl5中P的最外層有10兩個電子都帶負(fù)電，卻能相互配對共價鍵具有方向性和飽一、共價鍵的本質(zhì)——自旋方向相反電子配原子 0 基 ) 氫分子的共價鍵形成 二、共價鍵的特點(diǎn)：1.共價鍵具有飽↑↓↑↓ ↑↓↑↓

↑ ↑ ↓ Cl—Cl N≡N 原子中子能形成HClH原子的1sCl原子的3pCl原子的3p 2.共價鍵具有方向 原子軌道以最 成鍵，且同號(+或- 才有HCl的形成過程 x按成 方式按電子對

σ鍵（頭碰頭π鍵（肩并肩）配位共價鍵（單方鍵：沿著鍵軸方 頭碰頭σs-σs-鍵實(shí)π道對稱軸相互平行成鍵軌道繞鍵軸旋轉(zhuǎn)180°時，圖形復(fù)原變?yōu)?+ ++ z鍵zπ鍵實(shí)d-pp-pd-p 參看P43圖2-C只有2p上2個未成對電子，但為何C與結(jié)合時不是CH2而是CH4二、雜化軌 （L.Pauling）和斯萊脫（Slater）提出了雜化軌道理論LinusCPauling（美1954 化學(xué)1962師 CH4的形CH4的形成時C的sp3雜化過 參看P39圖2-雜化軌道理論類型：1、sp雜↑↓ BeCl2分 ↑↓ 參看P38圖2-9、2-sp雜化實(shí)CO2中的C原H—C≡N中的C原乙炔（H—C≡C—198562、sp2

參看P39圖2-↑sp2雜化BF3，乙烯雜化軌道理論要點(diǎn)11、原子的價層電子激發(fā)，軌道發(fā)生雜若干2、雜化前后，軌道數(shù)目不變3、雜化軌道的成鍵能力比原軌道強(qiáng)方向改變。3不等性sp3雜N32p

sp3雜化2p

ss參看P40圖2-13和圖2-鍵參數(shù)(bond描述化學(xué)鍵性質(zhì)的物理量統(tǒng)稱為鍵參鍵鍵的極1、鍵散成為氣態(tài)原子A和氣態(tài)原子B，這個過程所2）物理意義2、鍵 1)定義:分子或晶體中成鍵原子(離子)的核間平均距離。鍵長的數(shù)據(jù)是通過實(shí)驗(yàn)測XC-C=XC≡XH-N-N=XC154123121109147127N147127101141124O137122F14092177128177Br191142I212162P187S1821353、鍵定義：分子中鍵與鍵之間的4、鍵的極非極性鍵同種原子所形成的共價鍵。極性鍵:不同種原子所形成的共價鍵鹵化氫分子的H-X閱 P47圖2-價層電子互 HHH HFHNHHOHHFPFFFF預(yù)見分子的幾何構(gòu)價層電子對數(shù)＝?(中心原子價電子總數(shù)＋配位原子提供電子數(shù)–離子電荷數(shù))分子中的多配位原子提供電子數(shù)：O和S為孤對－孤對>孤對－鍵對>鍵對分子盡可能23456甲 分子構(gòu)型：正四

分子構(gòu)型：正四果是O、S原子不提供 氨 分子構(gòu)型：角

分子構(gòu)型：角 分子構(gòu)型：平面

分子構(gòu)型

三種構(gòu)型 分子構(gòu)型：T

電子對數(shù)為5時，孤對總是盡閱讀P51表2-價層電子互斥理論的局限不能說明成鍵原理和鍵的相對穩(wěn)1932年 化學(xué)家密立根和德國化學(xué) 提分子軌道理論(問題：價鍵理論把電子只限于兩個相鄰實(shí)際上為順磁 分子軌道理論的基本①在分子中電子在遍及整個分子范圍內(nèi)運(yùn)分子軌道||2––幾率密度或電②分子軌道為原子軌道的線性組合，分子軌道=原子軌道數(shù)目。每個分子軌道i都有一響應(yīng)的能量Ei④分子軌道中電子排布三原能量最低原理、泡利不相容原理 規(guī)原子軌道線性組合的②對稱性匹配: ③最 ：使軌道能量低，有利于成鍵對稱：若以x為旋轉(zhuǎn)軸，每旋Ψ數(shù)值恢復(fù)，且符號變不。例如軌道為對稱 x

旋轉(zhuǎn)

π對稱：繞x軸旋轉(zhuǎn)180°，形狀不變

旋 18原子軌道線性組合的類I

－成ΨC'Ψ ｂΨ—成鍵分子軌道 C'—成鍵軌道和反鍵軌反鍵軌道成鍵軌道①①s–1s原子

分子

原子軌H2的分子軌道能(a)氫原子軌 (b)氫分子軌②s–pp疊Z2p, Z原子軌B

2px2pxx 成鍵x 成σ分子軌道；py－py、pz－pz、py－dxy、 形成π分子軌同核雙原子分子的分子軌道能

)2(*

xyz xyz

有兩個三電子π鍵，具有順磁性

)2(2s

)2(π2p)4(2p)2或

)2zxy二個鍵，一個鍵，電子均成對，所以為逆磁性zxy第二周期元素的同核雙原子分子軌道的能鍵級:表示共價鍵的B.O1(成鍵電子數(shù)反鍵電子 e子越穩(wěn)定；若鍵級等 e

B.O44/20，不能存

)22py 2pzB.O42)/21，有順磁

)2(2s

)2(π2p)4(2p)2B.O=(10-4)/2=

B.O=(10-6)/2=非極性分子:正、負(fù)電荷的重心重合的分子，例極性分子:正、負(fù)電荷的重心不重合的分H2O、CHCl3、SO2第四節(jié)一 力（vanderWaals）（幾十kJ.mol-取向極性分子間正、負(fù)極定向排列所產(chǎn)生的作用－ －－－ － －誘導(dǎo)力與極性分子的極性與分子的變形性例：稀有氣體水中的解度隨氣原子序增大而增大(， )C水中的溶解3-(8.61c3-1。瞬時偶極作用++++－－－－總√√√×√√××√閱讀P56表2-ⅣA--ⅦA族氫化物的二、氫鍵（15~40kJ.mol-1）氫鍵不是化學(xué)FFFH 134°FHF(一)氫鍵形成的條112含有體積小的原子(H原子)間力不同，具有方向性和飽和性(二 氫鍵形成的特H H 134° FHF FF（三）分子間氫同種

分子內(nèi)氫如H2O、HF、NH3等 不同種分子之間氫 ，如H2O與NH3、甲 與水、乙醇與水等（四）氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影氫鍵會影響物質(zhì) 、沸點(diǎn)、溶解度和粘度等與同族的化合物相比，NH3、H2O和HF具有反常高 氨在水中的非常大甘油、無水磷離子(可燃,)。2007年，中國從北部成功燃冰”，成為繼、、樣品。（五）氫鍵對生物高分子的高級結(jié)構(gòu)的影見P59圖2- 掌握雜化軌第一次作業(yè)：P70：3、作業(yè)解C2