無機(jī)化學(xué)課件6精簡版(已修改)
2025-01-27 15:19 本頁面
【正文】 化學(xué)與化工學(xué)院 第六章 分子結(jié)構(gòu) 化學(xué)與化工學(xué)院 什么是化學(xué)鍵？ 鈉 (a) 、氯化鈉 (b)的電導(dǎo)率 2Na (s) + Cl2 (g) == 2NaCl (s) Color 銀灰色 黃綠色 無色 State 固體 氣體 晶體 Electrical Conductivity 極 強(qiáng) 極弱 極弱，熔融導(dǎo)電 Elective 極強(qiáng) 極弱 熔融下反應(yīng)逆轉(zhuǎn) 化學(xué)與化工學(xué)院 化學(xué)鍵的定義和分類 2H2 ＋ O2 ＝ 2H2O 化學(xué)鍵是指分子中兩個(gè)相鄰原子之間強(qiáng)烈的相互吸引力。 基本化學(xué)鍵： ?離子鍵 ?共價(jià)鍵 ?金屬鍵 ?配位鍵 化學(xué)與化工學(xué)院 共價(jià)鍵和共價(jià)化合物 定義： ?原子間靠共享電子對(duì)使原子結(jié)合起來的化學(xué)鍵稱為共價(jià)鍵 ?由共價(jià)鍵結(jié)合的化合物稱為共價(jià)化合物 ?共價(jià)化合物的分類 ?分子型共價(jià)化合物 H2O ?分子型共價(jià)單質(zhì) I2 P4 ?原子型共價(jià)化合物 SiC 化學(xué)與化工學(xué)院 共價(jià)鍵理論的建立與發(fā)展 ?共價(jià)鍵理論 (經(jīng)典 Lewis學(xué)說 ): 1916年，美國路易斯(. Lewis) 提出兩原子各提供 1個(gè)或 2個(gè)電子作為兩原子共有，使每個(gè)原子都具有 8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，共有電子與兩原子核相互吸引而使兩原子相互結(jié)合。這種原子間的結(jié)合稱為共價(jià)鍵。 1923年出版“價(jià)鍵和原子、分子的結(jié)構(gòu)”，系統(tǒng)闡述了他的價(jià)鍵理論，并提出了描述這種共價(jià)結(jié)合的圖示法（路易斯結(jié)構(gòu)式）。被稱為八隅說。 ?1919年美國朗繆爾 (I. Langmuir):一種原子間共用電子對(duì)可以不是來自兩原子，而是由一個(gè)原子單獨(dú)提供的（路易斯－朗繆爾理論）。 作為化學(xué)鍵的經(jīng)典電子理論，電價(jià)理論和共價(jià)鍵理論在化學(xué)鍵理論發(fā)展史上起到了繼往開來的作用。 化學(xué)與化工學(xué)院 價(jià)鍵理論 的建立與發(fā)展 ?VB理論，電子配對(duì)理論 :1927年德國海特勒 (W. Heitler)和倫敦 ( )應(yīng)用量子力學(xué)建立和求解氫分子薛定諤方程：氫分子中每個(gè)原子共用一對(duì)電子形成化學(xué)鍵，只有自旋相反的未成對(duì)電子才能形成共價(jià)鍵。 ?1931年美國鮑林 (L. Pauling)和德國斯萊特 (. Slater) ：推廣到多種單質(zhì)和化合物－－現(xiàn)代價(jià)鍵理論 ( VB理論 ) ? 為解釋甲烷分子的空間構(gòu)型，根據(jù)波函數(shù)疊加原理，提出雜化軌道理論。作為價(jià)鍵理論的重要補(bǔ)充，較滿意地解釋了共價(jià)多原子分子的空間構(gòu)型。 ? 為合理處理用路易斯結(jié)構(gòu)難以描述的分子，鮑林又提出共振概念 價(jià)鍵理論將量子力學(xué)的原理和化學(xué)的直觀經(jīng)驗(yàn)緊密結(jié)合，在經(jīng)典化學(xué)中引入了量子力學(xué)理論和一系列的新概念，對(duì)當(dāng)時(shí)化學(xué)鍵理論的發(fā)展起了重要作用。 化學(xué)與化工學(xué)院 氫分子形成過程的能量曲線 化學(xué)與化工學(xué)院 價(jià)鍵理論 基本要點(diǎn) ? 兩個(gè)原子接近時(shí)，自旋方式相反的成單（未成對(duì)）電子可以結(jié)合（配對(duì)）形成共價(jià)鍵。 ? 只有同號(hào)軌道間才能實(shí)現(xiàn)有效的重疊，成鍵的原子軌道重疊越多，兩核間電子出現(xiàn)的概率密度就越大，體系能量降低越多，形成的共價(jià)鍵就越牢固。因此，在可能情況下，共價(jià)鍵的形成將沿著原子軌道最大重疊的方向進(jìn)行，這就是原子軌道最大重疊原理。 化學(xué)與化工學(xué)院 有效重疊 + + + + x x + + px z 化學(xué)與化工學(xué)院 負(fù)重疊和零重疊 + + + + + + + + x x + + px z － 化學(xué)與化工學(xué)院 共價(jià)鍵的特性 ?飽和性 ： 一個(gè)原子含有幾個(gè)未成對(duì)電子，通常就能與其他原子的幾個(gè)自旋相反的未成對(duì)電子配對(duì)形成共價(jià)鍵。也就是說，一個(gè)原子所形成的共價(jià)鍵的數(shù)目不是任意的，一般受未成對(duì)電子數(shù)目的限制， 包括原有的和激發(fā)而成的， 這就是共價(jià)鍵的飽和性。 ?方向性 ：各原子軌道在空間分布方向是固定的，為了滿足軌道的最大程度重疊，原子間成的共價(jià)鍵，必須具有方向性。 化學(xué)與化工學(xué)院 共價(jià)鍵類型 ? ?鍵 原子軌道沿成鍵原子間聯(lián)線的方向 ?頭對(duì)頭 ?重疊形成的鍵 ?π 鍵 原子軌道沿成鍵原子間聯(lián)線的方向 ?肩并肩 ?形成的鍵 ?定域鍵 電子云主要局限在兩個(gè)原子之間所形成的化學(xué)鍵 ， 如普通 ?鍵
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