C2分子结构-课件（PPT演示稿）.ppt

第二章分子结构物质的分子是由原子组成,原子之所以能结合成分子,说明原子之间存在着相互作用力,那么是什么样的作用力呢?直到19世纪末,电子的发现和近代原子结构理论的建立以后,对化学键(Chemical Bond) 的本质才获得较好的阐明。化学键:分子或晶体中相邻原子(或离子)之间强烈的吸引作用。化学键种类:共价键、离子键、金属键。1916年德国化学家科塞尔(Kossel)根据稀有气体具有稳定结构的事实提出了离子键理论。它能说明离子型化合物的形成,但不能说明相同原子分子的形成(O 2、H2等)。1916年美国化学家路易斯(Lewis)提出了共价键理论,他认为分子的形成是由于原子间共享电子对的结果。第一节离子键(自学)第二节共价键理论一、Lewis理论1916年路易斯考察了许多分子中的价层电子,提出了共价键理论:即认为分子中每个原子应具有稳定的稀有气体原子的电子层结构,而这种稳定结构是借共用电子对来实现的,这种原子间通过共用电子对结合而成的化学键称为共价键。?八隅体规则? Lewis结构式H—HCl:????Cl:????Cl::??Cl::??CO=????C=O????N N::违背八隅体规则的例子:BF3,PCl5,SF6等。二、现代价键理论它是London和Heitler用量子力学处理H2分子形成过程所得结果的推广。(一)共价键的本质1. H2的形成和共价键的本质H2形成过程能量随核间距的变化↑↑能量R0 核间距R0D↑↓自旋平行的两个原子靠近时,将产生相互排斥作用,使体系能量升高。如自旋相反的两个原子靠近时,A原子的电子不但受A原子核吸引,而且也受到B原子核的吸引,使体系能量降低。计算表明,基态分子中两核之间的电子概率密度| ψ| 2远远大于排斥态分子中核间的电子概率密度,这表明共价键的本质也是电性的,这是经典的静电理论无法解释的。由此可见,共价键的本质是由于自旋相反的电子所在的原子轨道的重叠,在两原子核间形成了电子云的密集区,这个密集区对两个原子核都有吸引作用,使体系能量降低,这种结合力就是共价键。2. Heitler和London用量子力学处理氢分子的方法基本上是正确的,所得出的结论被美国的包林和斯莱特()推广到其它双原子分子或多原子分子,成为电子配对法,简称VB法。理论要点:⑴键合的两个原子各提供自旋相反的未成对电子彼此配对,使核间电子云密度增大,体系能量降低,形成稳定的共价键。如H和Li原子、H和Cl原子…。⑵自旋相反的电子配对成共价键后,就不能再和其它原子中的未成对电子配对。如不能形成Cl3。⑶共价键的形成来自于原子轨道的重叠,原子轨道重叠的愈多,核间的电子云密度就愈大,共价键就愈牢固。因此,共价键在形成时,总是沿着轨道最大重叠方向进行,这称为原子轨道最大重叠原理。如s和p轨道的重叠方向…。HCl分子形成时,图(a) ,而不同的原子轨道重叠的方向不同,所形成的共价键的类型也就不同,现在以s和p轨道为例来说明共价键的类型。对于未成对的s和p电子来说,它们之间可能的重叠方式有s—s、s—p、px—px、py—py、pz—pz等。其中s—s、s—p、px—px可以沿着键轴方向进行重叠,重叠部分沿着键轴呈圆柱型对称分布,这种重叠形象地称为“头碰头”方式,所形成的共价键称为σ键。由于这种方式可达到最大重叠,所以稳定性较高。这其中的px—px重叠程度最大,一般σpx-px要比σs-px和σs-s更为牢固。余下的py—py、pz—pz只能以另一种“肩并肩”的方式重叠,所形成的键称为π键,相对于σ键,π键的重叠程度要小,其稳定性比σ键要低。这两种重叠方式如示意图:…。