分子結(jié)構(gòu)ppt課件(2)(已修改)
2025-05-16 22:00 本頁面
【正文】 化學(xué)鍵的定義 共價(jià)鍵的概念與路易斯結(jié)構(gòu)式 共價(jià)分子的性質(zhì) 分子間作用力和氫鍵 用以判斷共價(jià)分子幾何形狀的 價(jià)層電子對(duì)互斥理論 原子軌道的重疊 — 價(jià)鍵理論（雜化） 分子軌道理論 共軛大 π鍵 等電子體原理 作業(yè)： 3,5,9,10,11,12,13,14,15,16,18,21,22,23,27,29 第 2 章 分子結(jié)構(gòu) 共價(jià)鍵 理論： Lewis理論 (1916年 ) 價(jià)鍵理論 (1927年 , 1930年 ) 雜化軌道理論 (1931年 ) 價(jià)層電子對(duì)互斥理論 (1940年 ) 分子軌道理論 (20世紀(jì) 20年代末 ) –共價(jià)鍵 –離子鍵 –金屬鍵 Link 化學(xué)鍵 依據(jù)的事實(shí)： 稀有氣體原子的外層電子都具有 8電子層穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 認(rèn)為分子中 原子之間可以通過共享電子對(duì) 而 使每一個(gè)原子具有穩(wěn)定的稀有氣體電子結(jié)構(gòu) ，這樣構(gòu)成的分子稱為共價(jià)分子，原子通過 共用電子對(duì)而形成的化學(xué)鍵稱為共價(jià)鍵 。 Lewis理論 （ a） （ b） （ c） （ d） ● 未能闡明共價(jià)鍵的本質(zhì)和特性； ● 八隅體規(guī)則的例外很多； 局限性： ●不能解釋某些分子的一些性質(zhì)。如 O2分子的磁性、 NO3的鍵長(zhǎng)和鍵級(jí) 中心原子價(jià)電子數(shù) 8 PCl5, SF6 中心原子價(jià)電子數(shù) 8 BeF2, BeF3 BeCl2 BeH2 BF3 中心原子價(jià)電子數(shù) 為奇數(shù) NO, NO2 單、雙鍵鍵長(zhǎng)相等，且介于其間 NO2, SO2, SO3, NO3 價(jià)鍵理論認(rèn)為，共價(jià)鍵的本質(zhì)是由于原子相互接近時(shí)，軌道重疊 (即波函數(shù)疊加 )，原子間通過共用 自旋相反的電子對(duì) 使能量降低而成鍵。 共價(jià)鍵的形成和本質(zhì) ? 價(jià)鍵理論繼承了 Lewis共用電子對(duì)的概念。 ? 以量子力學(xué)為基礎(chǔ)。 ? 揭示了共價(jià)鍵的本質(zhì) ——原子軌道重疊，原子核間電子概率密度大吸引原子核而成鍵。 6 1. 基本要點(diǎn)： ? 未成對(duì)價(jià)電子自旋方式相反； ? 對(duì)稱性一致，原子軌道最大程度重疊。 2. 特點(diǎn)： 方向性： 每種元素的原子能提供用于形成共價(jià)鍵的軌道具有一定的方向 飽和性 :每種元素的原子能提供用于形成共價(jià)鍵的軌道數(shù)是一定的 價(jià)鍵理論的基本要點(diǎn)與共價(jià)鍵的特點(diǎn) H Cl N≡N 共價(jià)鍵的形成過程（共價(jià)鍵的類型） ?鍵（頭碰頭） 如果原子軌道沿鍵軸方向按“頭碰頭”的方式發(fā)生重疊，則鍵軸是成鍵原子軌道的對(duì)稱軸。 由于共價(jià)鍵在形成時(shí)各個(gè)原子提供的軌道類型不同，所以形成的共價(jià)鍵的鍵型也有不同 . 例如：有 σ 鍵， π 鍵 . π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 )。 8 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。 ?4NH ? ??4BF CO22 p2s2 42 p2s2HNH ??HHFBF ??FF例： ?O C ? 為了從理論上 解釋 多原子分子或離子的立體結(jié)構(gòu)， 1931 年 Pauling 在量子力學(xué)的基礎(chǔ)上提出了雜化軌道理論。 在形成分子的過程中，若干不同類型能量相近的原子軌道重新組合 成一組 新軌道 。這種軌道重新組合的過程稱為 雜化 ，所形成的新軌道叫做 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 雜化軌道理論 10 雜化軌道的類型 sp型雜化 sp2雜化 sp3雜化 sp3d或 dsp3雜化 sp3d2或 d2sp3雜化 sp雜化 BeCl2 的立體結(jié)構(gòu)為線性 激發(fā) s2p2p2s2sp sp雜化 s軌道 p軌道 sp雜化軌道 sp雜化軌道在空間取向 13 B： 2s22p1 sp2雜化 BF3的空間構(gòu)型為平面三角形 , 鍵角為： 120。 激發(fā) s2p2p2s2sp2 sp2 雜化 15 CH4的空間構(gòu)型為正四面體 , 鍵角為： 。 C： 2s22p2 sp3雜化 激發(fā) s2p2p2s2 雜化3spsp3 16 ? sp3d雜化 PCl5(g)的幾何構(gòu)型為三角雙錐。 激發(fā)sp3d雜化 P： 3s23p3 3p3s3d 3d3p3ssp3d 17 ? sp3d2雜化 SF6的幾何構(gòu)型為八面體。 激發(fā)sp3d2雜化 S： 3s23p4 3d3p3s3p3s3dsp3d2 18 等性雜化與不等性雜化 一組雜化軌道中，若參與雜化的各原子軌道 s、 p、 d 等成分相等，則雜化軌道的能量相等，稱為等性雜化。 一組雜化軌道中，若參與雜化的各原子軌道 s、 p、 d 等成分并不相等，則雜化軌道的能量不相等，這種雜化稱為不等性雜化。通常參與軌道雜化的原子軌道不僅包含未成對(duì)電子的原子軌道，也包含成對(duì)電子的原子軌道，這種情況下的雜化經(jīng)常是 不等性雜化 。 19 雜化3sp2ps2H2O：幾何構(gòu)型為 V型， 鍵角為： O： 2s22p4 兩個(gè)雜化軌道能量較低，被兩對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)。 sp3不等性雜化 sp3 Hybrid orbital Valence bond pictures of H2O 20 雜化3sp2ps2NH3：幾何構(gòu)型為三角錐，鍵角為： 107o N： 2s22p3 一對(duì)孤對(duì)電子占據(jù)的雜化軌道能量較低，含更多的 s成分。 sp3不等性雜化 Hybrid orbital 乙烯分子的成鍵結(jié)構(gòu) 乙炔分子 C2H2中 C原子的 sp雜化及成鍵結(jié)構(gòu)雜化 23 小結(jié)：雜化軌道的類型與分子的空間構(gòu)型 中心原子 Be(Ⅱ A) B(Ⅲ A) C,Si (Ⅳ A) N,P (Ⅴ A) O,S (Ⅵ A) Hg(Ⅱ B) 2BeCl2HgC l 3PH4CH3BF4SiCl3BCl3NHSH2OH2直線形 三角形 四面體 三角錐 V型 雜化軌道類型 sp sp2 sp3 不等性 sp3 s+p s+(3)p s+(2)p s+(3)p 參加雜化的軌道 2 4 4 3 雜化軌道數(shù) ? 180 39。28 109 90 ???? ?39。28 109 ?? 120成鍵軌道夾角 分子空間構(gòu)型 實(shí)例 2
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