材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)精課件

第八章分子結(jié)構(gòu)8.1離子鍵(自學(xué))8.2共價(jià)鍵理論8.3分子間力和氫鍵8.4離子極化第八章分子結(jié)構(gòu)8.1離子鍵(自學(xué))18.1離子鍵(IonicBond)思考題:什么是離子鍵？離子鍵的主要特征是什么？決定離子化合物性質(zhì)的因素有哪些？主要決定離子化合物的什么性質(zhì)？各元素離子半徑的變化有哪些規(guī)律？離子的電子構(gòu)型有幾種？分別是何種構(gòu)型？8.1離子鍵(IonicBond)思考題:什么是離2離子半徑的變化規(guī)律同族元素離子半徑從上到下遞增同一周期的正離子半徑隨離子電荷增加而減小，負(fù)離子半徑隨電荷增加而增大，正離子半徑小于負(fù)離子半徑同一元素正離子半徑小于原子半徑負(fù)離子半徑大于原子半徑r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)r(Na)>r(Na+)r(S2–)>r(S)r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)r(S2–)>r(Cl–)r(S2–)>r(Na+)離子半徑的變化規(guī)律同族元素離子半徑從上到下遞增同一周期3離子的電子構(gòu)型正離子的電子構(gòu)型：2電子構(gòu)型：Li+、Be2+8電子構(gòu)型：Na+、Al3+18電子構(gòu)型：Ag+、Hg2+18+2電子構(gòu)型：Sn2+、Pb2+9~17電子構(gòu)型：Fe2+、Mn2+負(fù)離子的電子構(gòu)型：均為8電子構(gòu)型離子的電子構(gòu)型正離子的電子構(gòu)型：2電子構(gòu)型：Li+、48.2共價(jià)鍵(CovalentBond)理論8.2.1價(jià)鍵理論—電子配對(duì)理論8.2.2雜化軌道理論8.2.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論8.2.4分子軌道理論(自學(xué))8.2共價(jià)鍵(CovalentBond)理論8.25材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件6材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件7原子軌道重疊(orbitaloverlap)的類型正重疊：同號(hào)重疊負(fù)重疊：異號(hào)重疊零重疊：正、負(fù)重疊相互抵消x+–+x+–+x+–+(s

—px重疊)原子軌道重疊(orbitaloverlap)的類型正8材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件9共價(jià)鍵的類型按照原子軌道重疊方式的不同，可分為：※鍵：“頭碰頭”重疊，鍵能大x+–+px—

sx++s

—

spx—

pxx+–+–pz—

pzx++zz––※鍵：“肩并肩”重疊鍵能小共價(jià)鍵的類型按照原子軌道重疊方式的不同，可分為：※10(s-s)(p-p)(s-p)(p-p)(s-s)(p-p)(s-p)(p-p)11共價(jià)叁鍵：一條為鍵，兩條為鍵注：在價(jià)鍵理論中：共價(jià)單鍵：均為鍵H—Cl、H—H、H—N—HH共價(jià)雙鍵：一條為鍵，一條為鍵:NN:、:CO::O—O:······Lewis分子結(jié)構(gòu)式價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式H2CCH2、OCO共價(jià)叁鍵：一條為鍵，兩條為鍵注：在價(jià)鍵理論中：共12

正常共價(jià)鍵：由成鍵原子雙方各提供一個(gè)電子按照共用電子對(duì)提供的方式不同，可分為：

配位共價(jià)鍵：共用電子對(duì)由一方單獨(dú)提供

ＦＨＦＨＦ—Ｂ＋:Ｎ—Ｈ＝Ｆ—ＢＮ—ＨFHFH給予體接受體注：正常共價(jià)鍵與配位鍵的區(qū)別僅在于鍵的形成過程中正常共價(jià)鍵：按照共用電子對(duì)提供的方式不同，可分為：配位共13鍵參數(shù)與鍵型的過渡鍵參數(shù)：表征價(jià)鍵性質(zhì)的某些物理量鍵能(bondenergy)：對(duì)雙原子分子為解離能對(duì)多原子分子為幾個(gè)鍵的平均解離能鍵角(bondangle)：分子中鍵與鍵之間的夾角反映分子空間結(jié)構(gòu)的重要因素之一鍵級(jí)(bondorder)：鍵的數(shù)目分子軌道理論中為成鍵電子數(shù)與反鍵電子數(shù)之差的一半鍵參數(shù)與鍵型的過渡鍵參數(shù)：表征價(jià)鍵性質(zhì)的某些物理量鍵能(b14鍵的極性(bondpolarity)：非極性共價(jià)鍵、極性共價(jià)鍵鍵長(bondlength)：分子中兩個(gè)原子核間的平衡距離鍵型的過渡離子鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵(極性最強(qiáng))(過渡狀態(tài))(無極性)鍵的極性(bondpolarity)：鍵長(bondle158.2.2雜化軌道(Hybridorbital)理論—價(jià)鍵理論的補(bǔ)充和發(fā)展雜化后軌道伸展方向、形狀發(fā)生改變基本要點(diǎn)：

成鍵時(shí)能級(jí)相近的價(jià)電子軌道相混雜，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8.2.2雜化軌道(Hybridorbital)理16

sp雜化常見的雜化軌道類型：

氣態(tài)BeH2分子：直線型Be2s2psp雜化常見的雜化軌道類型：氣態(tài)BeH2分子：直線型Be172s2p激發(fā)2s2p雜化sp2p2s2p激發(fā)2s2p雜sp2p18BeH2

的形成BeCl2、CO2、HgCl2BeH2的形成BeCl2、CO2、HgCl219

sp2

雜化BF3分子：三角形B2s2psp2雜化BF3分子：三角形B2s2p202s2p激發(fā)2s2p雜化sp22p2s2p激發(fā)2s2p雜sp22p21BCl3、NO3–、CO32–BCl3、NO3–、CO32–22

sp3

雜化CH4分子：正四面體型C2s2psp3雜化CH4分子：正四面體型C2s2p232s2p激發(fā)2s2p雜化sp32s2p激發(fā)2s2p雜sp324四個(gè)sp3雜化軌道CCl4SO42–ClO4–PO43–四個(gè)sp3雜化軌道CCl425不等性sp3

雜化H2O：HOH=104302s2pO雜化sp3不等性sp3雜化H2O：HOH=1043026NH3：HNH=107182s2pNsp3雜化NH3：HNH=107182s2pNsp3雜化27sp3d雜化PCl5

(三角雙錐)sp3d雜化PCl5(三角雙錐)28sp3d2雜化SF6

(正八面體)sp3d2雜化SF6(正八面體)29小結(jié):只有能量相近的軌道才能相互雜化常見雜化：nsnp、nsnpnd、(n-1)dnsnp雜化軌道成鍵能力大于未雜化軌道由于雜化軌道的形狀為一頭大一頭小，用大的一頭與其它原子的軌道重疊參加雜化的原子軌道數(shù)目與形成的雜化軌道的數(shù)目相同不同類型的雜化，雜化軌道的空間取向不同小結(jié):只有能量相近的軌道才能相互雜化常見雜化：nsnp、n30雜化軌道類型spsp2sp3不等性sp3參加雜化的軌道s+(1)ps+(2)ps+(3)ps+(3)p雜化軌道數(shù)目2344成鍵軌道夾角180°120°1092810928~90°分子空間構(gòu)型直線平面三角正四面體三角錐V實(shí)例BeCl2BF3CH4NH3H2OHgCl2BCl3SiH4PH3H2S中心原子Be(IIA)B(IIIA)C,Si(IVA)N,P(VA)O,S(VIA)Hg(IIB)雜化軌道spsp2sp3不等性sp3參加雜化的軌道s+(1)31材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件32材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件33材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件3410.2.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)

(Valenceshellelectronpairrepulsion)基本要點(diǎn)：1、分子或離子的空間構(gòu)型與中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目有關(guān)價(jià)層電子對(duì)數(shù)=成鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)

VP=BP+LP10.2.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)基本352、價(jià)層電子對(duì)盡可能遠(yuǎn)離以使相互斥力最小電子對(duì)數(shù)23456電子對(duì)的排布直線平面三角四面體三角雙錐八面體靜電斥力最小的電子對(duì)排布LP-LP>LP-BP>BP-BP電子對(duì)之間的排斥力大小順序?yàn)椋?、價(jià)層電子對(duì)盡可能遠(yuǎn)離以使相互斥力最小電子23456電子36

推測分子或離子空間構(gòu)型的步驟

(AXn)1、確定中心原子A的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VPVP=(A的價(jià)電子數(shù)+X提供的價(jià)電子數(shù)–離子電荷數(shù))/2注：①鹵素原子作中心原子時(shí)，提供所有的7個(gè)價(jià)電子，作配位原子時(shí)只提供1個(gè)價(jià)電子；②氧族元素的原子作中心原子時(shí)，提供所有的6個(gè)價(jià)電子，作配位原子時(shí)不提供價(jià)電子；推測分子或離子空間構(gòu)型的步驟(AXn)1、確定中心原37例：計(jì)算SO42–、NH4+、IF2–的價(jià)層電子對(duì)的數(shù)目。VP(SO42–)=[6+4×0–(–2)]/2=4VP(NH4+)=(5+4×1–1)/2=4VP(IF2–)=[7+2×1–(–1)]/2=5注：③惰性氣體元素的原子作中心原子時(shí)，最外層電子均看作價(jià)層電子例：計(jì)算SO42–、NH4+、IF2–的VP(SO42–)382、依據(jù)價(jià)電子對(duì)數(shù)目VP和配位原子的數(shù)目n

確定AXn分子或離子的空間構(gòu)型

①VP=n時(shí)VP，n分子或離子的幾何構(gòu)型實(shí)例2直線形BeH23平面三角形BF34正四面體CH45三角雙錐PCl56正八面體SF62、依據(jù)價(jià)電子對(duì)數(shù)目VP和配位原子的數(shù)目n①VP=39②VP>n時(shí)，即中心原子的價(jià)層電子對(duì)中有孤對(duì)電子存在VPLP=VP-n分子或離子的幾何構(gòu)型實(shí)例31V形SO241三角錐NH32V形H2O51變形四面體TeCl42T形ClF33直線形XeF2、I3–61四方錐IF52平面正方形ICl4–②VP>n時(shí)，即中心原子的價(jià)層電子對(duì)中VPLP=VP40材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件41材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件42材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件43材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件44VP23456A的雜化類型spsp2sp3sp3dsp3d2價(jià)層電子對(duì)空間構(gòu)型直線形平面三角形正四面體三角雙錐正八面體中心原子的價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型與其雜化軌道之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系VP23456A的雜化類型spsp2sp3sp3dsp3d245思考題：解釋NO2+,O3,SnCl3–,OF2,ICl3,I3–,XeF5+,ICl4–

等離子或分子的空間構(gòu)型,并指出其中心原子的軌道雜化方式。思考題：解釋NO2+,O3,SnCl3–,OF246NO2+O3SnCl3–OF2ICl3I3–XeF5+ICl4–VP23445566LP01122312分子或離子的空間構(gòu)型直線V形三角錐V形T形直線四方錐平面正方形A的軌道雜化方式spsp2sp3sp3sp3dsp3dsp3d2sp3d2NO2+O3SnCl3–OF2ICl3I3–XeF5+ICl47

價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用可快速判斷分子的空間構(gòu)型可推測中心原子所采用的雜化軌道可推測分子中鍵角的相對(duì)大小可判斷分子的極性成鍵電子對(duì)越靠近中心原子，斥力越大，鍵角越大HNH>HPH>HAsH>HSbH對(duì)AXn型分子或離子：VP=n時(shí)無極性

VP>n時(shí)有極性價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用可快速判斷分子的空間構(gòu)型可推48

價(jià)層電子對(duì)互斥理論的局限性不能給出鍵角的具體大小只適用于中心原子為主族元素或d0、d5、d10的過渡元素的原子只適用于孤立的分子或離子，不適用于固體的空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)互斥理論的局限性不能給出鍵角的具體大小只適498.3分子間力和氫鍵(Intermolecularforceandhydrogenbond)1、分子的極性和變形性—偶極矩和極化率分子的偶極矩()：衡量分子極性大小的物理量=q·d式中：q—極性分子中正電荷中心(或負(fù)電荷中心)所帶電量

d

—正、負(fù)電荷中心間的距離—矢量，方向從正到負(fù)單位：C·m8.3分子間力和氫鍵1、分子的極性和變形性—偶極矩和50分子極性分子非極性分子偶極矩0=0雙原子分子異核：HX同核：H2、N2、O2多原子分子NH3P4、CH4、BF3、CO2可看出：雙原子分子的極性與鍵的極性一致多原子分子的極性與鍵的極性有關(guān)，還與分子的空間構(gòu)型有關(guān)分子極性分子非極性分子偶極矩0=0雙原子分子異核51分子的極化率：衡量分子變形性大小的物理量極化：正負(fù)電荷中心分化的過程分子的極化率：極化：正負(fù)電荷中心分化的過程52極化率越大，分子易變形=·E式中：—極化率單位：C·m2·V-1E—電場強(qiáng)度單位：V·m-1永久偶極：極性分子的固有偶極誘導(dǎo)偶極：在外電場作用下產(chǎn)生的偶極瞬時(shí)偶極：在某一瞬間，由于分子的正、負(fù)電荷中心不重合而產(chǎn)生的偶極極化率越大，分子易變形=·E式中：—極化率532、分子間力(Vanderwaals):比化學(xué)鍵小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)

取向力：通過永久偶極而產(chǎn)生的分子間作用力取向力只存在于極性分子之間2、分子間力(Vanderwaals):取向力：通過54誘導(dǎo)力：誘導(dǎo)偶極與永久偶極間的作用力誘導(dǎo)力存在于極性分子與極性分子、極性分子與非極性分子之間±+–+–+–色散力：由于瞬時(shí)偶極而產(chǎn)生的分子間作用力色散力存在于所有分子之間誘導(dǎo)力：誘導(dǎo)偶極與永久偶極間的作用力誘導(dǎo)力存在于極性分子與55三種力中，色散力是主要的。且變形性越大，色散力越大。分子極性取向力誘導(dǎo)力色散力非—非非—極極—極分子間作用力較弱，為幾個(gè)kJ·mol-1到幾十kJ·mol-1說明：近距離的無方向性、無飽和性的作用力，作用范圍約幾百pm三種力中，色散力是主要的。且變形性越大，色分子極性取向力誘56分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響室溫聚集態(tài)gglsb.p./℃-188-34.559183

m.p/℃-220-101-7.3113顏色淺黃黃綠紅棕紫分子間力小大F2Cl2Br2I2分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響室溫聚集態(tài)g573、氫鍵3、氫鍵58X—H······Y式中：“—”表示共價(jià)鍵“······”表示氫鍵

“X、Y”均是電負(fù)性高、半徑小的原子—F、O、N分子中與高電負(fù)性原子X以共價(jià)鍵相連的H原子，和另一個(gè)高電負(fù)性原子Y之間所形成的一種弱鍵氫鍵的定義：X—H······Y式中：“—”表示共價(jià)鍵分59

氫鍵的種類：分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵

氫鍵的存在：氫鍵廣泛存在于水、無機(jī)酸和醇、胺、羧酸等有機(jī)物中氫鍵的種類：分子間氫鍵分子內(nèi)氫鍵氫鍵的存在：氫鍵廣泛存在60冰的空間構(gòu)型冰的空間構(gòu)型61

氫鍵的特點(diǎn)：③具有飽和性和方向性①弱鍵:鍵能小，E<40kJ·mol-1，弱于化學(xué)鍵，稍強(qiáng)于范德華力，鍵能與元素的電負(fù)性及原子半徑有關(guān)②鍵長特殊：X－H······Y元素的電負(fù)性，原子半徑，氫鍵越強(qiáng)F—H······F>O—H······O>N—H······N氫鍵的特點(diǎn)：③具有飽和性和方向性①弱鍵:②鍵長特殊：62

氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響不同分子間氫鍵使物質(zhì)的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)升高，使溶液的密度、粘度增大；分子內(nèi)氫鍵使熔點(diǎn)、沸點(diǎn)降低m.p.=45°Cm.p.=114°C氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響：分子間氫鍵和分子內(nèi)氫鍵對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影638.4離子極化(教材P319～324)離子極化的定義：在陰、陽離子自身電場的作用下，使其周圍帶異號(hào)電荷的離子的電子云發(fā)生變形的現(xiàn)象決定離子極化的因素：離子的極化力：指離子產(chǎn)生電場強(qiáng)度的大小離子的半徑：半徑，極化力離子的電荷：電荷，極化力離子的電子構(gòu)型：2e,

18e,18+2e型>9~17e型>8e型

8.4離子極化(教材P319～324)離子極化的定義64離子的變形性：指離子在電場作用下，電子云發(fā)生變形的難易離子的半徑：半徑，變形性

離子的電荷：負(fù)離子電荷，變形性正離子電荷，變形性離子的電子構(gòu)型：18+2e、18e、9~17e型>8e型>2e型注：通?？紤]離子相互極化時(shí)，一般只考慮在正離子產(chǎn)生的電場下，負(fù)離子發(fā)生變形，即正離子使負(fù)離子極化。正離子極化力大，變形性小；負(fù)離子變形性大，極化力小離子的變形性：指離子在電場作用下，電子云離子的半徑：半徑65附加極化：若正離子也有一定的變形性(9~17e、18e、18+2e型)，它也可被負(fù)離子極化。極化后的正離子又反過來增強(qiáng)了對(duì)負(fù)離子的極化作用。這種加強(qiáng)的極化作用稱為附加極化。離子極化對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

極化作用增強(qiáng)使化合物鍵型由離子鍵向共價(jià)鍵過渡NaClMgCl2AlCl3離子鍵共價(jià)鍵m.p.

801°C714°C192°C

極化作用增強(qiáng)使化合物的熔沸點(diǎn)降低附加極化：若正離子也有一定的變形性(9~17e、18e、66極化作用增強(qiáng)使化合物溶解度降低AgFAgClAgBrAgIs大s小極化作用增強(qiáng)使化合物顏色加深A(yù)gFAgClAgBrAgI白色白色淺黃色黃色

ZnSCdSHgS白色黃色黑色極化作用增強(qiáng)使化合物溶解度降低AgFA67極化作用增強(qiáng)使化合物的熱穩(wěn)定性減弱BeCO3

MgCO3

CaCO3

SrCO3

BaCO3極化作用減弱

<100°C540°C900°C1290°C1360°C分解溫度極化作用增強(qiáng)使化合物的熱穩(wěn)定性減弱BeCO3極化作用減弱68作業(yè)：P2666、7、8P3116、8、15、16、18P33611、12、148題要求列表給出答案，寫出各分子和離子的VP、LP、構(gòu)型和中心原子的雜化類型作業(yè)：P33611、12、148題要求列表給出答案，寫出69第八章分子結(jié)構(gòu)8.1離子鍵(自學(xué))8.2共價(jià)鍵理論8.3分子間力和氫鍵8.4離子極化第八章分子結(jié)構(gòu)8.1離子鍵(自學(xué))708.1離子鍵(IonicBond)思考題:什么是離子鍵？離子鍵的主要特征是什么？決定離子化合物性質(zhì)的因素有哪些？主要決定離子化合物的什么性質(zhì)？各元素離子半徑的變化有哪些規(guī)律？離子的電子構(gòu)型有幾種？分別是何種構(gòu)型？8.1離子鍵(IonicBond)思考題:什么是離71離子半徑的變化規(guī)律同族元素離子半徑從上到下遞增同一周期的正離子半徑隨離子電荷增加而減小，負(fù)離子半徑隨電荷增加而增大，正離子半徑小于負(fù)離子半徑同一元素正離子半徑小于原子半徑負(fù)離子半徑大于原子半徑r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)r(Na)>r(Na+)r(S2–)>r(S)r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)r(S2–)>r(Cl–)r(S2–)>r(Na+)離子半徑的變化規(guī)律同族元素離子半徑從上到下遞增同一周期72離子的電子構(gòu)型正離子的電子構(gòu)型：2電子構(gòu)型：Li+、Be2+8電子構(gòu)型：Na+、Al3+18電子構(gòu)型：Ag+、Hg2+18+2電子構(gòu)型：Sn2+、Pb2+9~17電子構(gòu)型：Fe2+、Mn2+負(fù)離子的電子構(gòu)型：均為8電子構(gòu)型離子的電子構(gòu)型正離子的電子構(gòu)型：2電子構(gòu)型：Li+、738.2共價(jià)鍵(CovalentBond)理論8.2.1價(jià)鍵理論—電子配對(duì)理論8.2.2雜化軌道理論8.2.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論8.2.4分子軌道理論(自學(xué))8.2共價(jià)鍵(CovalentBond)理論8.274材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件75材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件76原子軌道重疊(orbitaloverlap)的類型正重疊：同號(hào)重疊負(fù)重疊：異號(hào)重疊零重疊：正、負(fù)重疊相互抵消x+–+x+–+x+–+(s

—px重疊)原子軌道重疊(orbitaloverlap)的類型正77材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件78共價(jià)鍵的類型按照原子軌道重疊方式的不同，可分為：※鍵：“頭碰頭”重疊，鍵能大x+–+px—

sx++s

—

spx—

pxx+–+–pz—

pzx++zz––※鍵：“肩并肩”重疊鍵能小共價(jià)鍵的類型按照原子軌道重疊方式的不同，可分為：※79(s-s)(p-p)(s-p)(p-p)(s-s)(p-p)(s-p)(p-p)80共價(jià)叁鍵：一條為鍵，兩條為鍵注：在價(jià)鍵理論中：共價(jià)單鍵：均為鍵H—Cl、H—H、H—N—HH共價(jià)雙鍵：一條為鍵，一條為鍵:NN:、:CO::O—O:······Lewis分子結(jié)構(gòu)式價(jià)鍵結(jié)構(gòu)式H2CCH2、OCO共價(jià)叁鍵：一條為鍵，兩條為鍵注：在價(jià)鍵理論中：共81

正常共價(jià)鍵：由成鍵原子雙方各提供一個(gè)電子按照共用電子對(duì)提供的方式不同，可分為：

配位共價(jià)鍵：共用電子對(duì)由一方單獨(dú)提供

ＦＨＦＨＦ—Ｂ＋:Ｎ—Ｈ＝Ｆ—ＢＮ—ＨFHFH給予體接受體注：正常共價(jià)鍵與配位鍵的區(qū)別僅在于鍵的形成過程中正常共價(jià)鍵：按照共用電子對(duì)提供的方式不同，可分為：配位共82鍵參數(shù)與鍵型的過渡鍵參數(shù)：表征價(jià)鍵性質(zhì)的某些物理量鍵能(bondenergy)：對(duì)雙原子分子為解離能對(duì)多原子分子為幾個(gè)鍵的平均解離能鍵角(bondangle)：分子中鍵與鍵之間的夾角反映分子空間結(jié)構(gòu)的重要因素之一鍵級(jí)(bondorder)：鍵的數(shù)目分子軌道理論中為成鍵電子數(shù)與反鍵電子數(shù)之差的一半鍵參數(shù)與鍵型的過渡鍵參數(shù)：表征價(jià)鍵性質(zhì)的某些物理量鍵能(b83鍵的極性(bondpolarity)：非極性共價(jià)鍵、極性共價(jià)鍵鍵長(bondlength)：分子中兩個(gè)原子核間的平衡距離鍵型的過渡離子鍵極性共價(jià)鍵非極性共價(jià)鍵(極性最強(qiáng))(過渡狀態(tài))(無極性)鍵的極性(bondpolarity)：鍵長(bondle848.2.2雜化軌道(Hybridorbital)理論—價(jià)鍵理論的補(bǔ)充和發(fā)展雜化后軌道伸展方向、形狀發(fā)生改變基本要點(diǎn)：

成鍵時(shí)能級(jí)相近的價(jià)電子軌道相混雜，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8.2.2雜化軌道(Hybridorbital)理85

sp雜化常見的雜化軌道類型：

氣態(tài)BeH2分子：直線型Be2s2psp雜化常見的雜化軌道類型：氣態(tài)BeH2分子：直線型Be862s2p激發(fā)2s2p雜化sp2p2s2p激發(fā)2s2p雜sp2p87BeH2

的形成BeCl2、CO2、HgCl2BeH2的形成BeCl2、CO2、HgCl288

sp2

雜化BF3分子：三角形B2s2psp2雜化BF3分子：三角形B2s2p892s2p激發(fā)2s2p雜化sp22p2s2p激發(fā)2s2p雜sp22p90BCl3、NO3–、CO32–BCl3、NO3–、CO32–91

sp3

雜化CH4分子：正四面體型C2s2psp3雜化CH4分子：正四面體型C2s2p922s2p激發(fā)2s2p雜化sp32s2p激發(fā)2s2p雜sp393四個(gè)sp3雜化軌道CCl4SO42–ClO4–PO43–四個(gè)sp3雜化軌道CCl494不等性sp3

雜化H2O：HOH=104302s2pO雜化sp3不等性sp3雜化H2O：HOH=1043095NH3：HNH=107182s2pNsp3雜化NH3：HNH=107182s2pNsp3雜化96sp3d雜化PCl5

(三角雙錐)sp3d雜化PCl5(三角雙錐)97sp3d2雜化SF6

(正八面體)sp3d2雜化SF6(正八面體)98小結(jié):只有能量相近的軌道才能相互雜化常見雜化：nsnp、nsnpnd、(n-1)dnsnp雜化軌道成鍵能力大于未雜化軌道由于雜化軌道的形狀為一頭大一頭小，用大的一頭與其它原子的軌道重疊參加雜化的原子軌道數(shù)目與形成的雜化軌道的數(shù)目相同不同類型的雜化，雜化軌道的空間取向不同小結(jié):只有能量相近的軌道才能相互雜化常見雜化：nsnp、n99雜化軌道類型spsp2sp3不等性sp3參加雜化的軌道s+(1)ps+(2)ps+(3)ps+(3)p雜化軌道數(shù)目2344成鍵軌道夾角180°120°1092810928~90°分子空間構(gòu)型直線平面三角正四面體三角錐V實(shí)例BeCl2BF3CH4NH3H2OHgCl2BCl3SiH4PH3H2S中心原子Be(IIA)B(IIIA)C,Si(IVA)N,P(VA)O,S(VIA)Hg(IIB)雜化軌道spsp2sp3不等性sp3參加雜化的軌道s+(1)100材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件101材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件102材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件10310.2.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)

(Valenceshellelectronpairrepulsion)基本要點(diǎn)：1、分子或離子的空間構(gòu)型與中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)目有關(guān)價(jià)層電子對(duì)數(shù)=成鍵電子對(duì)數(shù)+孤電子對(duì)數(shù)

VP=BP+LP10.2.3價(jià)層電子對(duì)互斥理論(VSEPR)基本1042、價(jià)層電子對(duì)盡可能遠(yuǎn)離以使相互斥力最小電子對(duì)數(shù)23456電子對(duì)的排布直線平面三角四面體三角雙錐八面體靜電斥力最小的電子對(duì)排布LP-LP>LP-BP>BP-BP電子對(duì)之間的排斥力大小順序?yàn)椋?、價(jià)層電子對(duì)盡可能遠(yuǎn)離以使相互斥力最小電子23456電子105

推測分子或離子空間構(gòu)型的步驟

(AXn)1、確定中心原子A的價(jià)層電子對(duì)數(shù)VPVP=(A的價(jià)電子數(shù)+X提供的價(jià)電子數(shù)–離子電荷數(shù))/2注：①鹵素原子作中心原子時(shí)，提供所有的7個(gè)價(jià)電子，作配位原子時(shí)只提供1個(gè)價(jià)電子；②氧族元素的原子作中心原子時(shí)，提供所有的6個(gè)價(jià)電子，作配位原子時(shí)不提供價(jià)電子；推測分子或離子空間構(gòu)型的步驟(AXn)1、確定中心原106例：計(jì)算SO42–、NH4+、IF2–的價(jià)層電子對(duì)的數(shù)目。VP(SO42–)=[6+4×0–(–2)]/2=4VP(NH4+)=(5+4×1–1)/2=4VP(IF2–)=[7+2×1–(–1)]/2=5注：③惰性氣體元素的原子作中心原子時(shí)，最外層電子均看作價(jià)層電子例：計(jì)算SO42–、NH4+、IF2–的VP(SO42–)1072、依據(jù)價(jià)電子對(duì)數(shù)目VP和配位原子的數(shù)目n

確定AXn分子或離子的空間構(gòu)型

①VP=n時(shí)VP，n分子或離子的幾何構(gòu)型實(shí)例2直線形BeH23平面三角形BF34正四面體CH45三角雙錐PCl56正八面體SF62、依據(jù)價(jià)電子對(duì)數(shù)目VP和配位原子的數(shù)目n①VP=108②VP>n時(shí)，即中心原子的價(jià)層電子對(duì)中有孤對(duì)電子存在VPLP=VP-n分子或離子的幾何構(gòu)型實(shí)例31V形SO241三角錐NH32V形H2O51變形四面體TeCl42T形ClF33直線形XeF2、I3–61四方錐IF52平面正方形ICl4–②VP>n時(shí)，即中心原子的價(jià)層電子對(duì)中VPLP=VP109材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件110材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件111材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件112材料化學(xué)08分子結(jié)構(gòu)[精]課件113VP23456A的雜化類型spsp2sp3sp3dsp3d2價(jià)層電子對(duì)空間構(gòu)型直線形平面三角形正四面體三角雙錐正八面體中心原子的價(jià)層電子對(duì)的空間構(gòu)型與其雜化軌道之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系VP23456A的雜化類型spsp2sp3sp3dsp3d2114思考題：解釋NO2+,O3,SnCl3–,OF2,ICl3,I3–,XeF5+,ICl4–

等離子或分子的空間構(gòu)型,并指出其中心原子的軌道雜化方式。思考題：解釋NO2+,O3,SnCl3–,OF2115NO2+O3SnCl3–OF2ICl3I3–XeF5+ICl4–VP23445566LP01122312分子或離子的空間構(gòu)型直線V形三角錐V形T形直線四方錐平面正方形A的軌道雜化方式spsp2sp3sp3sp3dsp3dsp3d2sp3d2NO2+O3SnCl3–OF2ICl3I3–XeF5+ICl116

價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用可快速判斷分子的空間構(gòu)型可推測中心原子所采用的雜化軌道可推測分子中鍵角的相對(duì)大小可判斷分子的極性成鍵電子對(duì)越靠近中心原子，斥力越大，鍵角越大HNH>HPH>HAsH>HSbH對(duì)AXn型分子或離子：VP=n時(shí)無極性

VP>n時(shí)有極性價(jià)層電子對(duì)互斥理論的應(yīng)用可快速判斷分子的空間構(gòu)型可推117

價(jià)層電子對(duì)互斥理論的局限性不能給出鍵角的具體大小只適用于中心原子為主族元素或d0、d5、d10的過渡元素的原子只適用于孤立的分子或離子，不適用于固體的空間結(jié)構(gòu)價(jià)層電子對(duì)互斥理論的局限性不能給出鍵角的具體大小只適1188.3分子間力和氫鍵(Intermolecularforceandhydrogenbond)1、分子的極性和變形性—偶極矩和極化率分子的偶極矩()：衡量分子極性大小的物理量=q·d式中：q—極性分子中正電荷中心(或負(fù)電荷中心)所帶電量

d

—正、負(fù)電荷中心間的距離—矢量，方向從正到負(fù)單位：C·m8.3分子間力和氫鍵1、分子的極性和變形性—偶極矩和119分子極性分子非極性分子偶極矩0=0雙原子分子異核：HX同核：H2、N2、O2多原子分子NH3P4、CH4、BF3、CO2可看出：雙原子分子的極性與鍵的極性一致多原子分子的極性與鍵的極性有關(guān)，還與分子的空間構(gòu)型有關(guān)分子極性分子非極性分子偶極矩0=0雙原子分子異核120分子的極化率：衡量分子變形性大小的物理量極化：正負(fù)電荷中心分化的過程分子的極化率：極化：正負(fù)電荷中心分化的過程121極化率越大，分子易變形=·E式中：—極化率單位：C·m2·V-1E—電場強(qiáng)度單位：V·m-1永久偶極：極性分子的固有偶極誘導(dǎo)偶極：在外電場作用下產(chǎn)生的偶極瞬時(shí)偶極：在某一瞬間，由于分子的正、負(fù)電荷中心不重合而產(chǎn)生的偶極極化率越大，分子易變形=·E式中：—極化率1222、分子間力(Vanderwaals):比化學(xué)鍵小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)

取向力：通過永久偶極而產(chǎn)生的分子間作用力取向力只存在于極性分子之間2、分子間力(Vanderwaals):取向力：通過123誘導(dǎo)力：誘導(dǎo)偶極與永久偶極間的作用力誘導(dǎo)力存在于極性分子與極性分子、極性分子與非極性分子之間±+–+–+–色散力：由于瞬時(shí)偶極而產(chǎn)生的分子間作用力色散力存在于所有分子之間誘導(dǎo)力：誘導(dǎo)偶極與永久偶極間的作用力誘導(dǎo)力存在于極性分子與124三種力中，色散力是主要的。且變形性越大，色散力越大。分子極性取向力誘導(dǎo)力色散力非—非非—極極—極分子間作用力較弱，為幾個(gè)kJ·mol-1到幾十kJ·mol-1說明：近距離的無方向性、無飽和性的作用力，作用范圍約幾百pm三種力中，色散力是主要的。且變形性越大，色分子極性取向力誘125分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響室溫聚集態(tài)gglsb.p./℃-188-34.559183

m.p/℃-220-101-7.3113顏色淺黃黃綠紅棕紫分子間力小大F2Cl2Br2I2分子間作用力對(duì)物質(zhì)物理性質(zhì)的影響室溫聚集態(tài)g1263、氫鍵3、氫鍵127X—H······Y式中：“—”表示共價(jià)鍵“······”表示氫鍵

“X、Y”均是電負(fù)性高、半徑小的原子—F、O、N分子