基础化学第十章共价键与分子间力

(85页)

'基础化学第十章共价键与分子间力'
第 10 章 共价键与分子间力 Chapter 10 Covalent Bond and Intermolecular Forces 第一节 现代价键理论 第二节 杂化轨道理论 第三节 价电子对互斥理论 第四节 分子轨道理论简介 第五节 分子间作用力2 共价键是1916年由USA. Chemist G.N. Lewis 提出的: 共价键:由成键原子双方各自提供外层未成对电子,组成共用电子对所形成的。 形成共价键之后,成键原子一般达到惰性气体原子的电子构型,因而稳定。共享电子对(八隅体规则) H? + ?Cl H Cl HCl H Cl N + N N N N2 N N 3 Lewis的共价键理论初步揭示了共价键与离子键的区别,但无法解释为什么两个带负电荷的电子不互相排斥反而互相配对,也无法说明共价键具有方向性以及一些共价分子的中心原子最外层电子数虽少于8(如BF3)或多于8(如PCl5)但仍相当稳定等问题。 1927年德国化学家Heitler W(海特勒)London F(伦敦)应用量子力学处理H2分子结构,揭示了共价键的本质。Pauling L(鲍林 美国化学家)和 Slater JC 等在此基础上加以发展,建立起现代价键理论(valence bond theory,简称VB法,又称为电子配对法)。 4 1932年,美国化学家Muiliken RS(密立根) 和德国化学家Hund F(洪特)提出了分子轨道理论(molecular orbital theory,简称MO法)。 下面主要介绍VB法和MO法这两种现代价键理论。 5 第一节 现代价键理论(VB法) Valence Bond Theory 一、氢分子的形成和共价键的本质 二、现代价键理论要点 三、共价键类型 四、键参数6 一、氢分子的形成和共价键的本质 用量子力学理论解释氢分子的形成: 氢分子的形成是两个氢原子的1s轨道重叠的结果。 ?1S - ?1S 条件:两个1s电子必须自旋方向相反。 并绘制出两个氢原子接近时的能量变化曲线。7 ?1S - ?1S ) - l E / ( k j -38· 8 ?1S + ?1S m o l 87 r/pm 两个氢原子接近时的能量变化曲线 共价键的本质:电性的 电子在两核间出现的几率增大。不同于库仑引力。8 二、现代价键理论要点 1. 两个原子相互接近时,只有自旋方向相反的单电子可以相互配对(两原子轨道有效重叠),使核间电子云密度增加,体系能量下降,形成稳定的共价键。 (条件) 2. 两个单电子配对成键后,不能再和别的原子中未成对电子配对,即形成共价键的数目受原子中单电子数目所限。 (饱和性) H2 , NH3 , HCl 9 3. 成键轨道要满足最大重叠,使核间电子云密度最大,体系能量最低,共价键最牢。 (方向性) 1s 1s H H H2 1s 2p H + + F HF 2p 2p F + + F F2 10 三、共价键的类型 根据原子轨道重叠方式,共价键分为两种类型: 1. ? 键——两原子轨道沿键轴(成键原子核连线)方向进行同号重叠所形成的共价键叫 ? 键 + + H s-s X轴 2 + + px-s HCl X轴 + + Cl px-px 2 X轴 11 ? 键是以“头碰头” 形式沿键轴 键轴呈圆柱形对称分布的 2. ? 键——两原子轨道沿键轴方向在键轴两侧 进行平行同号重叠,所形成的共价键叫 ? 键 y + + py-py X轴 X O 或 p -p 2 z z - - 键是以“肩并肩”方式重 ? + 叠,沿键轴平面呈镜面反对称分 布的 12 ● ? 键的重叠程度大于 ? 键,所以? 键牢固,打破它 需要的能量多;而? 键活泼,易于断裂 ● 当两个原子形成一个共价键时,为使体系能量最低,只能形成? 键;当两个原子形成二个共价键时,一个为? 键,另一个只能是? 键;当两个原子形成三个共价键时,一个为? 键,另两个只能是? 键。所以共价单键均为? 键, ? 键构成分子的骨架,能够单独存在,而 ? 键不能。 如N2: ?z ?y x N ? N N≡N 13 3. 共价键分为正常共价键和配位共价键两种 成键原子各提供一个电子配对成键的——正常共价键 一个原子提供空轨道另一个原子提供电子对而成的键——配位共价键。如CO分子 C + O C O 14 ? 键与? 键比较 ? 键 ? 键重叠方式 沿键轴 沿键轴平行 重叠部位 两原子核之间,键轴处 键轴上下,键轴处为零重叠程度 大 小键的强度 较大 较小化学活泼性 不活泼 活泼 15 四、键参数 键参数:表征化学键性质的物理量 1. 键能:破坏该键所需的能量称为键能 对于双原子分子,分子的解离能D就等于键能 对于多原子分子,若有几个等价键,其键能等于各键解离能的平均值 。同一种共价键在不同多原子分子中的键能差别不大,可用其平均值表示。表10-1 键能越高,键越牢固,含此键的化合物越稳定 2. 键长:分子中两个原子的核间距离称为键长 两个原子的键长越短,键越牢固 16 3. 键 角 : 分子中同一原子所形成的两个化学键 之间的夹角 180° 109 °28′ 120°17 4. 键的极性 : 正负电荷重心重合 + 非极性共价键 正负电荷重心不重合 极性共价键 + - 极性共价键的成因:由于成键原子的电负性不同,共用电子对偏向电负性大的原子一端,电子云在两核周围呈不对称分布。 离子键—H-F > H-Cl > H-Br > H-I—非极性共价键 极性共价键 18 极性共价键是离子键和非极性共价键间的过渡形式,彼此间无严格界限,典型的离子键 CsF 中仍含有8%的共价键成分。 19 第二节 杂化轨道理论(HO法) Hybridization Orbital Theory 一、杂化轨道理论的要点 二、轨道杂化类型及实例20 一、杂化轨道理论的要点 L.Pauling and J.S.Slater在1931年提出的,是对VB法的重要补充、发展和完善,解决了VB法在解释分子空间构型上遇到的困难 2 2 2 CH4 C:1S 2S 2P 激发 2P2 2P3 2S2 2S1 两个单电子 四个键也不等同 21杂化 sp3-s 成键22 轨道杂化:轨道重新组合的过程。 形成的新轨道叫做杂化轨道(hybrid orbitals)。 杂化轨道的成键能力大于原来的原子轨道 仅由 s 轨道和 p 轨道进行杂化可以形成三种杂化类型: sp、 sp2 、sp3 23 + 杂化
关 键 词:
基础化学第十章共价键与分子间力 ppt、pptx格式 免费阅读 下载 剑锋文库
 剑锋文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:基础化学第十章共价键与分子间力
链接地址: //www.wenku365.com/p-43737630.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服点击这里,给剑锋文库发消息,QQ:1290478887 - 联系我们

本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】。本站是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:1290478887 欢迎举报。

1290478887@qq.com 2017-2027 //www.wenku365.com 网站版权所有

粤ICP备19057495号 

收起
展开